Диссертация - Казанский государственный аграрный университет
advertisement
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВПО «КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» На правах рукописи МУРАТОВ МАРСЕЛЬ РАФАИЛОВИЧ ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ И ХИМИЧЕСКИХ МЕЛИОРАНТОВ НА АГРОХИМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВ И УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ ПРЕДКАМЬЯ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН 06.01.04 - агрохимия Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук Научный руководитель доктор сельскохозяйственных наук, профессор Гилязов Миннегали Юсупович Казань – 2015 2 СОДЕРЖАНИЕ Стр. ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….…4 Глава I. ОСНОВНЫЕ АГРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОЧВЕННОГО ПЛОДОРОДИЯ И ИХ ИЗМЕНЧИВОСТЬ В ПРОЦЕССЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ (аналитический обзор литературы)………………………8 Глава II. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ…...40 2.1. Общая характеристика Балтасинского муниципального района РТ……….....40 2.2. Методика агрохимического обследования сельскохозяйственных земель и лабораторных исследований……………………………………………... 43 2.3. Метеорологические условия в годы исследования………………………….....46 Глава III. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ…………………………………….51 3.1. Почвенный покров и рельеф местности района……………………………….51 3.2. Уровень химизации земледелия……………………………………………54 3.2.1. Применение минеральных удобрений…………………………………...55 3.2.2. Применение органических удобрений…………………………………..62 3.2.3. Известкование и фосфоритование кислых почв………………………...66 3.3. Динамика агрохимических свойств пахотных почв и еѐ зависимость от уровня применения удобрений……………………………………………………75 3.3.1. Гумусное состояние почв………………………………………………...76 3.3.2. Кислотный режим почв…………………………………………………...82 3.3.3. Фосфатный режим почв…………………………………………………..89 3.3.4. Калийный режим почв……………………………………………………97 3.3.5. Содержание в почвах микроэлементов, тяжелых металлов и серы……………………………………………………………….. 103 3.4. Влияние удобрений, химических мелиорантов, свойств почвы и метеорологических условий на урожайность сельскохозяйственных культур……………………………………………………..107 3.4.1. Структура посевных площадей и динамика 3 урожайности сельскохозяйственных культур………………………………107 3.4.2. Корреляция урожайности сельскохозяйственных культур с уровнем применения удобрений и химических мелиорантов……………..117 3.4.3. Корреляция урожайности сельскохозяйственных культур с агрохимическими параметрами почв…………………………….125 3.4.4. Корреляция урожайности сельскохозяйственных культур с метеорологическими условиями…………………………………133 3.5. Баланс гумуса и питательных веществ……………………………………….142 3.5.1. Баланс гумуса…………………………………………………………..144 3.5.2. Баланс азота…………………………………………………………….148 3.5.3. Баланс фосфора………………………………………………………...157 3.5.4. Баланс калия…………………………………………………………….159 3.5.5. Баланс карбонатов кальция и магния……………………...………….161 3.5.6. Разработка нормативов затрат удобрений для воспроизводства плодородия почв на базе балансовых расчетов……………………………..169 3.6. Агрономическая и экономическая эффективность применения органических и минеральных удобрений…………………………………………172 ЗАКЛЮЧЕНИЕ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ………......179 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………...…183 ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………………211 4 ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы. Основным условием стабильного развития агропромышленного комплекса страны является сохранение, воспроизводство и рациональное использование плодородия земель сельскохозяйственного назначения. Плодородие сельскохозяйственных угодий во взаимодействии с другими природными условиями составляет особую производственную силу земли, существенно влияющую на производительность труда в земледелии и себестоимость растениеводческой продукции. Важнейшим условием воспроизводства почвенного плодородия и повышения урожайности сельскохозяйственных культур является применение удобрений. Это и неудивительно, поскольку само функционирование агроценозов основывается на систематическом отчуждении больших количеств биогенных элементов [Черников В.А., Чекерес А.И., 2000]. Ведущая роль удобрений для достижения этих задач сохранится и в обозримом будущем, так как внесение удобрений - самое сильное вмешательство человека в круговорот питательных элементов в земледелии, в создании активного баланса в системе почва-удобрение-растение. Удобрения создают оптимальный режим питания растений макро- и микроэлементам, направленно регулируют обмен органических и минеральных соединений, что позволяет реализовать потенциальную продуктивность растений по количеству и качеству урожая [Минеев В.Г., 2004]. При правильном использовании удобрения не только повышают урожайность и качество урожая, но и обеспечивают сохранение плодородия почв и расширенное его воспроизводство. Вместе с тем, применение удобрений без учета их свойств, характеристики почв и потребностей растений, особенно в течение длительного времени, может снизить эффективность удобрений, качество урожая, плодородие почв и оказать негативные воздействие на окружающую природную среду. Для эффективного ведения растениеводческой отрасли, получения высоких урожаев хорошего качества и сохранения плодородия почв необходим постоянный мониторинг плодородия сельскохозяйственных земель и оптимизация на этой базе почвенных свойств и режимов. В связи с этим особую 5 ценность приобретают материалы систематического обследования сельскохозяйственных земель агрохимической службой страны, сопряженное изучение влияния длительного применения удобрений и химических мелиорантов на продуктивность культур и плодородие почв. За годы существования агрохимической службы в каждом районе накоплены уникальные материалы почвенных обследований, которые должны быть основой для решения теоретических и практических задач применения удобрений. Кроме того, обобщение и анализ многолетних материалов агрохимического обследования почв района должно быть положено в основу решения не только тактических задач применения агрохимикатов, но и стратегического планирования интенсификации земледелия и прогнозирования изменений плодородия почв в будущем. Цель исследования – оценка влияния длительного применения удобрений и химических мелиорантов на динамику агрохимических свойств пахотных почв, баланс питательных веществ и урожайность сельскохозяйственных культур в условиях Предкамья Республики Татарстан (на примере Балтасинского муниципального района) за 1965-2010 гг. Задачи исследования: - Определить динамику основных агрохимических свойств пахотных почв Балтасинского муниципального района Республики Татарстан за годы исследования и еѐ зависимости от уровня применения удобрений. - Установить характер и тесноту корреляции урожайности культур от агрохимических параметров почв, уровня применения удобрений и метеорологических условий. - Рассчитать баланс гумуса, основных питательных элементов и разработать на этой основе нормативов затрат удобрений для воспроизводства плодородия почв. - Оценить агрономическую и экономическую эффективность применения удобрений. 6 Основные положения, выносимые на защиту: 1.Динамика основных агрохимических свойств пахотных почв исследуемого района в зависимости от уровня химизации земледелия; 2.Зависимость урожайности культур от метеорологических условий, агрохимических параметров почв и уровня применения удобрений. 3.Баланс гумуса и основных питательных элементов в земледелии зоны исследований. Научная новизна. Впервые по материалам агрохимического обследования за 45 лет установлена динамика изменения агрохимических свойств пахотных почв, баланс гумуса и питательных веществ в земледелии Предкамской зоны РТ. Оценено влияние удобрений и химических мелиорантов на агрохимическое состояние почв. Выявлена зависимость урожайности сельскохозяйственных культур от агрохимических показателей почвы, уровня химизации и погодноклиматических условий района. Установлены нормативы затрат фосфорных и калийных удобрений для повышения подвижных форм этих элементов в почвах зоны исследования. Практическая значимость. Полученная автором научная информация является основой для прогнозирования возможных изменений плодородия почв зоны, высокоэффективного применения удобрений и химических мелиорантов, разработки практических мер по воспроизводству плодородия почв. Внедрение в производство разработанных автором рекомендаций позволяет определить необходимый уровень применения удобрений и химических мелиорантов для положительного баланса питательных веществ в земледелии района и получения запланированной урожайности сельскохозяйственных культур. Личный вклад автора заключается в постановке цели и задач исследования, сборе информации, их обобщении, статистической обработке полученных материалов, и апробации основных защищаемых положений. В диссертационной работе использованы статистические материалы Управления сельского хозяйства и продовольствия МСХиП РТ Балтасинского 7 муниципального района, метеостанции «Арск» и ФГБУ «ЦАС «Татарский», собранные и обобщенные лично автором. Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и одобрены на международных научно-практических конференциях «Инновационные фундаментальные и прикладные исследования в области химии сельскохозяйственному производству» (Орѐл, 2012), «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства продукции сельского хозяйства» (Казань, 2014), «Биологические и экологические проблемы современного земледелия и роль аграрной науки в его развитии» (Казань, 2015); Всероссийских научно-практических конференциях «Совершенствование адаптивной системы земледелия» (Казань, 2012, 2013), «Инновационные разработки ученых – АПК России» (Казань, 2013). Публикации. Автором по теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Объем и структура работы. Диссертация изложена на 234 страницах машинописного текста, содержит 39 рисунков, 36 таблиц и состоит из введения, 3 глав, общих выводов, рекомендации производству и приложения. Список цитируемой литературы включает 268 наименований, из них 14 на иностранных языках. Благодарности. Автор выражает огромную благодарность кандидату биологических наук директору ФГБУ «ЦАС «Татарский» Лукманову А.А., главному агрохимику Балтасинского муниципального района РТ Гараеву Н.Н., начальнику управления сельского хозяйства и продовольствия Балтасинского муниципального района Шакирову Р.Г., а также научному руководителю доктору сельскохозяйственных наук, профессору кафедры агрохимии и почвоведения Казанского ГАУ Гилязову М.Ю. за неоценимую помощь при написании научной работы. 8 Глава 1 ОСНОВНЫЕ АГРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОЧВЕННОГО ПЛОДОРОДИЯ И ИХ ИЗМЕНЧИВОСТЬ В ПРОЦЕССЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ (аналитический обзор литературы) 1.1. Содержание гумуса – интегрированный показатель плодородия почв В системе воздействия на плодородие почвы, в управлении его состоянием главным звеном является воспроизводство органического вещества почвы. Органическое вещество, особенно его специфическая часть – гумус, играет ведущую роль во многих почвенных процессах. От его количества и качественного состава зависят физико-химические свойства, буферность, поглотительная способность, обеспеченность растений азотом, в большей степени фосфором, физические свойства почвы и т. д. [Агроэкологические основы воспроизводства плодородия почв, 1999]. По мнению многих исследователей, первостепенная задача – обеспечение бездефицитного и положительного баланса органического вещества в почве, поскольку гумус – это основной источник элементов минерального питания растений [Куликова А.Х. и др., 2007; Синих Ю.Н., 2010; Троц В., 2011; Чекмарев П.А. и др., 2011; Чекмарев П.А., Лукин С.В., 2012]. Гумус также, аккумулируя солнечную энергию, является источником энергии для поддержания биохимических процессов, составляющих сущность почвообразования [Рудай И.Д., 1985]. Поэтому оценка эффективного плодородия пахотных земель невозможно без наблюдений за динамикой содержания гумуса. Современные представления о почвенном гумусе формировались в течение длительного времени. Уже в работах классиков естествознания XIX в. К. Шпренгеля, Я. Берцелиуса и Г. Мульдера было установлено, что гумус почвы является сложным телом, и главнейшие составные части его представлены гумусовыми кислотами – гуминовой, ульминовой, креновой, апокреновой и индифферентными модификациями первых двух – гумином и ульмином. 9 Наиболее целенаправленными на рубеже XIX и XX вв. были работы классиков почвоведов В. В. Докучаева и П. А. Костычева. Работы В. В. Докучаева и его учеников С. Козловского и С. Лесневского положили начало исследованию географических закономерностей гумусообразования и изменения состава гумуса в различных почвах. Дальнейшее наиболее яркое развитие это направление получило в трудах И. В. Тюрина, М. М. Кононовой, В. В. Пономаревой и Л. Н. Александровой [Александрова Л.Н., 1983]. Первые сведения о составе гумуса почв Татарии (по методу И.В. Тюрина) принадлежат М.А. Винокурову с Р.А. Алпатовой (1948). Важная роль принадлежит гумусовым веществам в структурообразовании почв. Гумус почвы, при наличии в ней кальция и железа, является главным продуктом, способствующим образованию водопрочной, пористой структуры [Гилязова С.М., Колоскова А.В., 1972; Шакиров В.З., 1974; Долгов С.И., Модина С.А., 1979]. По данным Д.В. Хана (1969), структурные агрегаты, образующиеся без участия органического вещества, как это имеет место в нижних горизонтах почв, не обладают водопрочностью. Необходимо отметить, что гумус также может поглощать токсические вещества и тяжелые металлы, попадающие в почву, тем самым препятствуя их поступлению в грунтовые воды и растения, что может снизить качество сельскохозяйственной продукции и кормов. Это имеет большое значение для охраны окружающей среды. В данном случае гумус почвы выполняет санитарногигиеническую роль с точки зрения загрязнения биосферы [Минеев В.Г., 2004]. От неблагоприятных погодных условий продуктивность почв с оптимальным содержанием гумуса зависит меньше, чем в почвах с малым содержанием гумуса [Орлов Д.С., Гришина Л.А., 1981]. Усиление биологической активности почвы является важной функцией органического вещества. По результатам исследования Т.Н. Кулаковской (1990), в дерново-подзолистых супесчаных почвах увеличение содержания гумуса с 1,35 до 3,08 % усиливало их нитрифицирующую способность с 1,02 до 7,75 мг NO3 на 100 г почвы. 10 По мнению А.М. Лыкова (1982), более гумусированные почвы дают заметно меньшее колебание урожаев по годам. Сегодня практически все почвы черноземного ряда распаханы, освоены и в течение последних 50-100 лет испытывают сильное антропогенное воздействие на гумусное и структурное состояние. В современных условиях ведения сельскохозяйственного производства растущее отчуждение питательных веществ из почвы обусловливает непрерывную минерализацию гумуса и ухудшение его качественного состава. За последние 70-80 лет потери гумуса в пахотных почвах страны, по сравнению с началом века, составили 40-50 % [Жуков А.И., Попов П.Д., 1988]. В лугово-черноземных почвах снижение его содержания в пахотном слое за 30-150 лет достигло 15-25 %, что намного больше, чем в зональных черноземах [Кирюшин В. И., Лебедева И.Н., 1984]. Усиление процессов минерализации растительных остатков и частично гумуса наблюдается не только при распашке целинных почв и их длительном использовании в сельском хозяйстве, но и в случае поступления дополнительного количества влаги в процессе орошения [Орлов Д.С., Аниканова Е.М., Садовникова Л. К., 1975]. Постепенное снижение содержания органического вещества в пахотном горизонте почв отмечается рядом авторов [Мещанов В.Н. и др., 1985; Нуриев С.Ш., Ишкаев Т.Х., 1988; Акулов П.Г., 1997]. Особенно это быстро происходит в первые годы после распашки целинных земель [Гринченко А.М. и др., 1979; Кирюшин В.И., Лебедева И.Н., 1982]. Следует отметить, что много гумуса теряется в почве чистых паров. В среднем абсолютные потери в паровых полях, где не вносят органические удобрения, достигают 1,5-2,0 т/га в год [Кирюшин В.И. и др., 1993]. Как известно из литературы, сельскохозяйственное освоение земель, распашка целинных почв, смена естественных ценозов агроценозами, в связи с изменением при этом характера и условий трансформации органических остатков, привели к изменению гумусного состояния почв: в первую очередь, к уменьшению содержания и запасов гумуса, ухудшению его качества, процессам дегумификации. 11 Значительное снижение содержания гумуса происходит также в результате ветровой и водной эрозии. Уменьшение содержания гумуса в почве способствует усилению процессов эрозии, особенно опасных для пахотных почв [Гилязова С.М., 1991]. Отрицательное влияние эрозии наиболее сильно проявляется на содержании гумуса и азота. Под еѐ воздействием происходит резкое снижение их во всех исследованных почвах, усиливающиеся с увеличением смытости почв [Муртазина С.Г., 2006]. В интенсивном земледелии невозможно добиться бездефицитного баланса гумуса в почве без применения органических удобрений [Минеев В.Г., 2004]. Как считает Б.А. Доспехов (1977), при длительном применении органических удобрений на дерново-подзолистой почве образуется более богатый гумусовый профиль, чем в естественных условиях целинного участка. Также положительное влияние органических удобрений на содержание гумуса в пахотных горизонтах отмечаются в работах М.А. Винокурова, С.Ш. Нуриева (1969), В.Н. Мещанова (1969), С.Ш. Нуриева (1970), И.Т. Храмова (2001). Полученные результаты в опытах А.М. Гринченко и др. (1979), И.И. Филок, И.А. Шеларь (2002), свидетельствуют о снижении содержания гумуса в почве под влиянием минеральных удобрений, особенно азотных. Как считают Н.З. Милащенко, В.Н. Захаров (1991), большая часть азота от разложения гумуса промывается вглубь и становится источником загрязнения грунтовых вод нитратами. Использование минеральных удобрений в повышенных дозах ускоряет процесс разложения гумуса, он быстро теряет свои агробиологические свойства, а почва – высокую буферность, емкость поглощения и структуру. С другой стороны также есть положительная роль минеральных удобрений в стабилизации гумуса, которые описаны в многочисленных работах, отражающих результаты исследований, которые проводились на всех почвенных генотипах [Загорча К.Л., 1960; Халиуллин К.В., 1985; Крылова А.И. и др., 1989; Чеботарев Н.Т. и др., 2009; Минакова А.В. и др., 2011; Титова В.И. и др., 2011]. При этом указывается, что минеральные удобрения увеличивают содержание 12 гумуса в основном в нижележащих горизонтах почвы [Кудзин Ю.К., Гетманец А.Я., 1968]. При длительном применении органических удобрений происходит экспоненциальное повышение валового содержания органического вещества, тогда как при минеральной системе удобрений оно может, как возрастать, так и снижаться [Edmeades D.C., 2003; Alvarez R.A., 2005]. Органоминеральная система удобрения поддерживает стабильный уровень содержания органического вещества в почве, способствует повышению доли агрономически ценных групп и фракций гумуса [Мерзлая Г.Е. и др., 2010]. Совместное применение органических и минеральных удобрений существенно влияет, как на восполнение запасов гумуса, так и на улучшение агрофизических свойств почв [Панников В.Д., 1981]. В стабилизации гумусного состояния почв большую роль играет известкование. Известкование наряду с ликвидацией избыточной кислотности почв способствует накоплению в них азота и гумуса. При наличии кальция образуются устойчивые, менее растворимые в воде гумусовые вещества, минерализация которых замедлена [Жуков А.И., Попов П.Д., 1988]. Положительное влияние известкования для воспроизводства гумуса отмечается в работах Б.А. Доспехова и др. (1975), А.И. Жукова, П.Д. Попова, (1988), П.Д. Попова (1997), Т.М. Забугина (1997). По результатам исследований, проведенных в Татарском НИИСХ, введение в восьмипольный севооборот трех полей люцерны меняет баланс гумуса с отрицательного на положительный [Шакиров Р.С., Шакиров В.З., 2005]. В работах Ш.А. Алиева, В.З. Шакирова, (2000) речь идет о внедрении в сельское хозяйство биологизации земледелия. Отмечено, с экономической точки зрения, на полях, расположенных от 3 до 5 км, для обогащения почв органическим веществом выгоднее возделывать многолетние травы. На полях, расположенных на расстоянии более 5 км, экономически выгодно пополнять запасы гумуса возделыванием сидеральных культур. Также выявлено, что другим дешевым источником пополнения запасов гумуса и одним из доступных 13 элементов биологизации земледелия является запашка в почву измельченной соломы. Эти приемы создают бездефицитный баланс гумуса. Обработка почвы играет большую роль в балансе гумуса. Чем чаще почву обрабатывают, тем больше минерализация гумуса. Это объясняется тем, что разложение органического вещества наиболее энергично происходит в аэробных условиях. Особенно возрастает минерализация гумуса при обработке чистых паров и пропашных культур. Сокращение числа обработок почвы, замена глубокой отвальной вспашки мелкими поверхностными обработками снижают минерализацию гумуса, уменьшают его непроизводительные потери [Аверьянов Г.Д., Матюшин М.С., 1980, Жуков А.И., Попов П.Д., 1988]. Исследованиями последних лет установлено, что за последние годы в условиях Республики Татарстан в связи с резким падением уровня применения органических удобрений наметилась общая тенденция снижения основного показателя почвенного плодородия – гумусированности [Нуриев С.Ш.и др., 2009]. 1.2. Кислотно-основные свойства почв Теоретические основы химической мелиорации кислых и засоленных земель разработаны русским ученым К. К. Гедройцем. Он создал стройное учение о поглотительной способности почв, которое используется и при решении ряда практических вопросов применения удобрений. К.К. Гедройц ввел понятия и разработал методы определения емкости поглощения, степени насыщенности основаниями, состава поглощенных катионов. Эти агрохимические показатели характеризуют плодородие почв и необходимы для понимания процессов взаимодействия удобрений и извести с почвой, питания растений и установления потребности почв в известковании. Реакция почвенного покрова - весьма существенный фактор плодородия. Интенсивное ведение сельскохозяйственного производства ведет к резкому повышению расхода кальция и магния из почв, в результате усугубляется процесс их подкисления [Нуриев С. Ш. и др., 2009]. 14 Повышенная кислотность почвы оказывает сильное влияние на рост и урожай растений. Еѐ действие многообразно и обусловлено несколькими причинами. К числу их относятся: вредное действие избытка ионов водорода, алюминия и марганца на растения; значительное снижение усвояемости фосфора из почвы и удобрений; недостаток в почве кальция, магния и молибдена как элементов питания растений; слабая жизнедеятельность азотфиксирующих и нитрифицирующих бактерий; плохие физические свойства почвы. Наибольшее влияние на рост и урожай растений оказывает повышенная концентрация водорода и особенно алюминия и марганца. При сильнокислой реакции подвижность алюминия и марганца резко увеличивается, и они накапливаются в обменном состоянии в почвенном растворе. Растения поглощают эти ионы, в результате чего ухудшается рост корней. Алюминий и марганец отрицательно действуют на физико-химическое состояние плазмы клеток корня, что приводит к отмиранию корневых волосков и к нарушению углеводного и белкового обмена в листьях. Влияние повышенной кислотности на растения зависит от состава и концентрации других катионов в растворе. На легких почвах, бедных кальцием и магнием, оно проявляется сильнее, чем на суглинистых [Магницкий К.П., 1969]. Степень кислотности почвы выражают в виде показателя рН. Очень кислые почвы имеют рН солевой вытяжки менее 4,5, среднекислые - 4,6-5,0, слабокислые - 5,1-5,5, близкие к нейтральной - 5,5-6,0, нейтральные - около 6,0 и щелочные – 7,0-8,0. Каждая сельскохозяйственная культура максимальную продуктивность проявляет только в определенных пределах величины рН. Оптимальные значения рН: для люцерны - 7,2-8,0, клевера - 6,0-7,0, сои - 6,5-7,5, гороха - 6,0-7,0, свеклы – 7,0-7,5, ячменя-6,0-7,5, кукурузы - 6,0-7,5, пшеницы яровой - 6,0-7,3 и пшеницы озимой - 6,3-7,5. Эта группа растений не переносит кислой реакции и хорошо растет и дает высокие урожаи на нейтральных и слабощелочных почвах. Картофель дает высокие урожаи при рН 5,0-6,3, люпин - при 4,6-6.0. Эта группа растений хорошо развивается на слабокислых почвах. Однако при значительной 15 кислотности обе эти культуры положительно реагируют па внесение извести. Рожь и овес могут давать высокие урожаи в широких пределах рН- от 5,0 до 7,5, гречиха - от 4,7 до 7,5 и лен - от 5,5 до 6,5. Таким образом, для культур, возделываемых в Нечерноземной зоне, сильнокислая и среднекислая реакция почвы непригодна, она снижает урожаи [Магницкий К.П., 1969]. Оптимальное значение рН для большинства агрономически ценных групп микроорганизмов также колеблется в пределах от 6,0 до 7,0. В зависимости от рН в значительной степени изменяется содержание гумуса и его подвижных форм, содержание подвижных и водорастворимых форм соединений элементов питания и токсикантов, их миграционная способность в почвенном профиле и в ландшафте. При кислой реакции среды значительно увеличивается растворимость соединений фосфора, поливалентных катионов и тяжелых металлов. Подвижность органического вещества почв возрастает как в кислом, так и, особенно, в щелочном интервалах. Это - одна из причин большей доли фульвокислот по сравнению с гуминовыми кислотами как в условиях кислой, так и щелочной среды. Вследствие фульватного характера гумуса, в этих условиях отмечается снижение его содержания в почве и уменьшение емкости поглощения почв [Овчаренко М.М. и др., 2004]. Имеется немало примеров ухудшения кислотно-основных свойств почв, при длительном применении минеральных удобрений. Это объясняется поглощением почвой катионов, входящих в состав удобрений, и подкислением реакции почвенного раствора в результате вытеснения из поглощающего комплекса водорода и алюминия, а также физиологической кислотностью азотных и калийных удобрений [Минеев В.Г., 2004]. Внесение в течение длительного времени высоких доз (NH4)2SO4 даже на черноземах привело к снижению величины pH от 7,0 до 4,8 [Овчаренко М.М. и др., 2004]. В сильнокислых почвах затухают такие важные биологические процессы, как азотфиксация и нитрификация, т.е. снижается биологическая активность почвы. Происходит разрушение почвенных коллоидов, в результате чего 16 уменьшается поглотительная способность почвы и ее буферность [Башков А.С., 1999]. Большинство растений и почвенных микроорганизмов отрицательно реагирует на повышенную кислотность и лучше развиваются при нейтральной или близко к нейтральной реакции (pHсол. 5,5-7,0) почвенной среды [Башков А.С., 1999]. Известкование улучшает физические, физико-химические и биологические свойства почвы. Кальций способствует коагуляции почвенных коллоидов и предотвращению их вымывания, вследствие этого облегчается обработка почвы, улучшается аэрация известкованной почвы. На песчаных гумусных почвах хорошая обеспеченность кальцием улучшает их водопоглощающую способность, а на тяжелых глинистых почвах известь способствует образованию почвенных агрегатов и комковатости, улучшает их водопроницаемость [Минеев В.Г., 2004]. Исследованиями последних лет в нашей республике установлено, что известкованные поля весной поспевают на неделю раньше [Алиев Ш.А. и др. 2003]. Наибольший эффект от известкования проявляется в экстремальные засушливые годы. По усредненным данным, за 5-7-летний период действия 1 т СаСОз в условиях Республики Татарстан обеспечивает ежегодный прирост урожая 1,5-2,0 т зерна [Нуриев С.Ш., 2000]. По данным Ш.А. Алиева, С.Ш. Нуриева, В.З. Шакирова (2002), на сильнокислых почвах внесение минеральных удобрений не эффективно, а на средне- и слабокислых почвах их эффективность уменьшается на 20-40 %. Необходимо иметь ввиду, что на известкованных почвах дозу азотных и фосфорных удобрений можно уменьшить на 20-25 %, а дозу калийных – увеличить на 20-25 % [Нуриев С.Ш., 2000]. По результатам А.А. Лукманова и др., (2011) систематическое применение минеральных удобрений без известкования приводит к возрастанию почвенной кислотности в течение 5 лет в среднем на одну единицу градации. На почвах с различной реакцией среды с увеличением дозы извести быстрее снижаются все формы кислотности, повышается сумма и степень насыщенности основаниями. В 17 направлении от более кислых почв к менее кислым снижается величина сдвига pH от дозы известкования в пересчете на 1 т CaCO3. По мнению И.А. Шильникова и др. (2008), действие известкования носит длительный характер, и при внесении извести в рекомендованных дозах оно проявляется в течение 15-20 лет и больше. При этом каждая тонна извести за ротацию восьмипольного севооборота дает общую прибавку урожая всех культур в переводе на зерно 7-8 ц/га, а за все время своего действия - 12-15 ц/га. Сдвиг рН от 1 т СаСО3 на супесчаных почвах составил 0,17-0,25, суглинистых 0,12-0,19 и на тяжелосуглинистых 0,09-0,11. За 8-10 лет дерново-подзолистая произвесткованная почва подкисляется на 0,4-0,5 единиц [Шильников И.А., Лебедева Л.А., 1987]. Скорость взаимодействия карбонатов с почвой - многоэтапный и длительный процесс. Она зависит от дозы применения мелиоранта, а также от свойств почв. Так, через 15 месяцев после известкования дерново-подзолистой почвы легкого гранулометрического состава осталось 35 % непрореагировавшей извести [Симачинский В.Н., 1976]. В исследованиях А.Н. и З.П. Небольсиных (2005) через 1 год после известкования неразложившейся извести оставалось от 25 до 84 % в зависимости от дозы применения стандартной известняковой муки (изучали дозы от 5,5 до 15 т/га). В работе И.А. Шильникова и Л.А. Лебедевой (1987) установлено, что на 14 год после внесения извести рН почвы была равна 5,0, гидролитическая и обменная кислотность соответственно 3,2 и 0,09 мгэкв./100 г почвы. Через 3 ротации севооборота величина рН понизилась до 4,7. В исследованиях Н.И. Акановой (2002) наибольший эффект от известкования достигался на 3-6 год последействия извести. В течение последующих двух лет сдвиг был равен 0,02-0,04 ед. рН, затем происходило его увеличение до 0,05-0,06 ед. В Республике Татарстан, где значительную площадь занимают кислые почвы, к регулярному известкованию приступили в 1967 г. (С.Ш. Нуриев, 2000). По данным Ш.А. Алиева и др. (2003) известкование кислых почв оказывает влияние и на поражаемость растений болезнями. На известкованных полях 18 поражаемость корневыми гнилями на 20-25 %, бурой ржавчиной - 4-11 %, септориозом 7-15 % и белоколосостью 11-23 % меньше, чем на не известкованных. Проблемы известкования в Республике Татарстан изучали С.Ш. Нуриев и др. (1986), B.H. Мещанов и др. (1986, 1988), Х.Б. Камалиев и др. (1988), Р.Г. Хабибуллин, Ш.А. Алиев (1991), Бурганов и др. (1996), Ш.А. Алиев и др. (1996, 2002, 2003), Е.И. Ломако и др. (2001), С.Ш. Нуриев (2003). Работы этих авторов свидетельствуют об улучшении агрохимических свойств почв в результате понижения еѐ кислотности. Производители сельскохозяйственной продукции длительное время считали, что черноземы - это кладовая природы, из которой можно без больших затрат черпать ресурсы для жизнедеятельности общества. Исследования последних лет показали, что это далеко не так. В частности, появляется все больше публикаций, где отмечается повышение кислотности черноземных почв. Увеличение обменной и гидролитической кислотности, снижение содержания обменных оснований в пахотном горизонте черноземов, свидетельствуют о необходимости их известкования [Лукманов А.А., Нуриев С.Ш., Гайров Р.Р., Муратов М.Р., 2011]. Известкование черноземов в Республике Татарстан как агрономически, так и экономически выгодный прием. Это мероприятие повышает продуктивность полевых севооборотов на 12-17 %. Среднегодовая окупаемость 1 т извести дополнительным урожаем за ротацию полевого севооборота составляет 0,77-0,90 ц. зерновых единиц с 1 га. При оптимизации норм внесения окупаемость 1 руб. затрат, связанных с известкованием, достигает до 3,50 руб. при сроке окупаемости 2,5 года [Алиев Ш.А., Нуриев С.Ш., Шакиров В.З., 2002]. 1.3. Обеспеченность растений фосфором и продуктивность сельскохозяйственных культур Недостаточное содержание в почве доступных форм для питания растений 19 соединений часто ограничивает развитие и урожайность сельскохозяйственных культур. К таким элементам относится и фосфор. Необходимость фосфора для жизни растений была установлена еще в конце XVIII в. [Калинин К.В., 1967]. Без фосфора нет жизни. Фосфор входит в состав протоплазмы живой клетки, фосфор участвует в образовании и в превращении азотистых веществ и углеводов в растениях и в животных, с химическими реакциями фосфатов связана энергетика живой клетки, фосфор входит в состав хромосом, вирусов, витаминов, ферментов. Человек не может двигаться, питаться, размножаться, дышать и мыслить без того, чтобы в его организме не происходили многочисленные процессы, в которых активно участвует фосфор. Недаром один из основоположников геохимии, А. Е. Ферсман, назвал фосфор «элементом жизни и мысли». Фосфор входит в состав знаменитой агрохимической тройки элементов: азота, фосфора и калия, сочетание которых в удобрении «NPK» позволяет его называть, правда, весьма условно, «полным удобрением» [Соколов А.В., 1950]. Фосфор является «дефицитным» элементом, так как в мире запасы фосфатного сырья (апатитов и фосфоритов) для производства фосфорных удобрений невелики. Наряду с этим содержание валового фосфора (Р2О5) в почвах низкое - 0,05-0,25 % (от 1 до 5 т/га в пахотном слое 0-20 см). Основное его количество растениям труднодоступно, а фосфор удобрений сильнее, чем азот и калий, закрепляется почвами в неподвижные формы. Естественных путей возобновления запасов фосфора в отличие от азота в почвах нет [Ковриго В.П., Кауричев И. С., Бурлакова Л. М., 2000]. Фосфор в минералах содержится в различном количестве. Наибольшее его количество содержится в таких минералах, как апатиты и фосфориты – 95 %, и только 5 % представлены фосфатами оксида железа и алюминия [Соколов A.B., 1950]. Фосфор в почве входит в состав самых разнообразных соединений, как органических, так и минеральных, различающихся усвояемостью растениями [Калинин К.В., 1967]. растворимостью и 20 Изучением динамики подвижного фосфора в различных почвенноклиматических зонах нашей страны, в том числе в Татарстане, в разные периоды занимались многие исследователи [Чириков Ф.В., 1956; Шорин В.М., 1968; Шаряпов М.М, 1975; Нуриев С.Ш., Мещанов В.Н., и др., 1980; Красницкий В.М., 1999; Чумаченко И.Н., Сушеница Б.А., Алиев Ш.А., 2001 и др.]. Большинство авторов указывают, что количество подвижного фосфора в почве меняется, но не так сильно как азота. Исследователи установили, что оптимальное содержание подвижных фосфатов в почве зависит от многих факторов, таких как гранулометрический состав, гумусированность, кислотность, водный и температурный режимы, содержание подвижных соединений железа, алюминия и др. [Кулаковская Т.Н., 1990], а также от биологических особенностей фосфорного питания культур [Важенин И.Г. и др., 1959]. В почвах тяжелого гранулометрического состава (глинистых и суглинистых) фосфора больше, чем в почвах легкого гранулометрического состава (песчаных и супесчаных) [Чириков Ф.В., 1956; Калинин К.В., 1967]. Содержание органических фосфатов в почвах, богатых гумусом, может быть даже больше, чем содержание в них неорганических соединений фосфора [Соколов А.В., 1950]. Усвояемость для растений органических фосфатов не велика, и в питании растений фосфорная кислота органических фосфатов принимает участие, главным образом, после ее отщепления [Соколов А.В., 1950]. В связи с этим особое значение для питания растений приобретают растворимые соединения фосфорной кислоты почвы и фосфорные удобрения [Калинин К.В., 1967]. Органические фосфаты преобладают больше в верхних, богатых гумусом горизонтах, чем в нижних слоях почвы. Но процент фосфора в гумусе нижних горизонтов больше, чем в верхних [Соколов А.В., 1950]. Микроорганизмы принимают весьма существенное участие в круговороте фосфора в почве. Разрушая органическое вещество корней и пожнивных остатков, они переводят фосфор в минеральные формы, доступные для растений [Соколов А.В., 1950]. Температура также оказывает немаловажную роль на фосфатный 21 режим почвы. При повышенной температуре усиливается микробиологическая деятельность, которая приводит к увеличению мобильности фосфорной кислоты [Коршунов М.А., 1972; Нуриев С.Ш., Гадиев К.Г., 1978]. Минеральные фосфаты почв состоят из фосфатов материнских пород, продуктов их выветривания, фосфатов, образовавшихся в результате разложения органических соединений и превращения в почве фосфорных соединений удобрений. В осадочных и изверженных горных породах фосфор находится, главным образом, в виде фторапатита [Соколов А.В., 1950]. Поступление в растения фосфатов зависит от влажности того слоя почвы, в котором они находятся [Соколов А.В., 1950]. Применение фосфорных удобрений имеет большое значение в засушливые годы, так как при недостатке влаги, растения плохо используют фосфаты почвы и более нуждаются в фосфоре удобрений. Фосфаты способствуют росту корневой системы растений и ускоряют развитие растений. Все это убеждает в необходимости широкого использования фосфатов в засушливых условиях [Соколов А.В., 1950; Аrnon I, 1979]. Длительное возделывание на одном и том же месте сельскохозяйственных растений ведет к обеднению почвы данным элементом питания вообще и особенно содержанием его доступных соединений. В связи с этим почвенные запасы фосфора не могут обеспечить длительного получения высоких урожаев растений без какого-либо восполнения выносимых из почвы фосфатов [Калинин К.В., 1967]. Известкование положительно влияет на оптимизацию фосфатного режима почвы [Храмов И.Т., 2001; Алиев Ш.А., Нуриев С.Ш., Шакиров В.З., 2002]. Внесение извести приводит к значительному улучшению фосфатного режима почв. При этом увеличивается поглощение растениями фосфатов, как из почв, так и из удобрений [Овчаренко М.М. и др., 2004]. Одним из приемов улучшения недостатка фосфора в почве является внесение удобрений. Валовое содержание фосфора в пахотном горизонте, запасы его доступных соединений и усвоение растениями увеличивается при систематическом применении удобрений [Аскинази Д.Л., 1949; Шакиров В.З., 22 1976; Нуриев С.Ш., Гадиев К.Г., 1978; Гинзбург К.Е., 1981; Храмов И.Т., 2001; Окороков В.В., 2002; Валеев И.Г. и др., 2003]. Известно, что фосфорные удобрения в первый год после внесения используются растениями только частично. Однако не использованная растениями в первый год фосфорная кислота удобрений в большей части остается доступной в течение последующих лет, но для проявления ее действия необходимы и другие питательные вещества, в первую очередь азот [Калинин К.В., 1967]. Соотношение различных фракций минеральных фосфатов в почве зависит от вида вносимых удобрений. Результаты исследований А.П. Чернышева (1984) показывают, что при внесении суперфосфата происходит уменьшение содержания наиболее доступных растениям форм фосфора, при одновременном увеличении фосфатов алюминия и железа. От внесения фосфоритной муки с течением времени количество фосфатов кальция возрастает, а фосфаты полуторных окислов проявляют тенденцию к снижению [Алиев Ш.А., 1990]. В серой лесной почве 90 % фосфора аммофоса переходит в трудноусвояемые формы и только около 10 % остается доступным для растений [Архипов Н.П. и др., 1986]. А.В. Соколовым (1950), Ш.А. Алиевым (1990) установлено длительное последействие фосфоритной муки и более слабое последействие суперфосфата. Это объясняется постепенным растворением фосфоритной муки, что обеспечивает длительное положительное последействие на фосфорный режим почв. Фосфоритование является важным приемом повышения фосфатного уровня почв с кислой реакцией среды. По результатам многочисленных исследований (Мещанов В.Н. и др., 1974; Егоров Г.С., Алиев Ш.А., 1986; Нуриев С.Ш. и др., 1988; Кирпичников Н.А., 1989; Алиев Ш.А. 1990; Вальников И.У. и др., 1991; Уточкин В.Г., 1995; Чумаченко И.Н. и др., 1999; Алиев Ш.А. и др., 1999; Алиев Ш.А., 2000, 2001) было установлено, что внесение фосфоритной муки улучшает почвенное плодородие 23 почв, снижает все формы кислотности, увеличивает насыщенность почв основаниями, оптимизирует фосфатный режим корнеобитаемого слоя. При сложившейся в последние 15-20 лет ситуация в земледелии России, когда фосфорные удобрения применяют в крайне ограниченном количестве, основным источником фосфора для растений стала почва [Ваулин А.В. и др., 2013]. Поэтому на данном этапе развития земледелия большое значение придается содержанию доступных фосфатов как важнейшему фактору плодородия почв. 1.4. Калий выполняет Калий в почвах и растениях многосторонние функции в жизни растений. Исследованиями установлено, что из всех катионов он необходим растению в наибольших количествах. Калий почвы является основным источником питания растений. Поэтому оптимизируя калийный режим в агроэкосистеме, совершенствуя технологии выращивания сельскохозяйственных культур можно существенно повлиять на продуктивность агроценоза особенно в экстремальных условиях [Нуриев С. Ш., Лукманов А. А., Хуснутдинов К. М., Салимзянова И. Н., 2009]. Валовое содержание калия в почве часто намного превышает содержание азота и фосфора, что в значительной мере определяется характером материнской породы. В земной коре его содержится 2,14 %. Не меньше его бывает в осадочных породах, которые являются материнскими для многих почв. Количество калия в почве в основном определяется ее гранулометрическим составом [Минеев В.Г., 2004]. Калий почв на 99,9 % представлен минеральными соединениями, поэтому обеспеченность этим элементом растений зависит от гранулометрического и минералогического состава почвы [Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И., 2003]. Содержание и обеспеченность почв различными формами калия связаны с первичными и вторичными минералами и особенностями их внутрипочвенных 24 превращений [Пчелкин В.У., 1966; Ониани О.Г., 1981; Прокошев В.В., 1985; Минеев В.Г., 1999]. Первичные минералы отличаются неустойчивостью в условиях почвообразования и постепенно деградируют, разрушаясь под влиянием водных растворов и микроорганизмов. Освободившиеся при разрушении первичных минералов химические элементы, в том числе и калий, поступают в почвенные растворы и ткани растений [Ониани О.Г., 1981]. В настоящее время при изучении форм калия в почвах выделяют в основном следующие его формы: 1) валовой калий, 2) водорастворимый калий, 3) обменный калий, 4) резервный калий, 5) калий органической части почвы, 6) неизвлекаемый калий [Ломако Е.И., Бакиров Н.Б., 2007]. Растения в процессе питания из почв усваивают, прежде всего, наиболее подвижные формы: водорастворимый калий, затем обменный калий. Далее, по мере развития растений и воздействия их на почвы и протекающие в них процессы, вовлекаются необменные и резервные формы. Поэтому при характеристике почв по обеспеченности калием следует учитывать не только водорастворимый и обменный калий, но и необменные его формы, являющиеся резервом калия в них. Возможность использования необменного калия растениями доказана работами многих отечественных и иностранных исследователей [Маслова А.Л., 1938; Кирсанов А.Т., 1940; Столярова А.А., 1940; Evans G.E., Attos O.J., 1948; Важенин И.Г., 1954; Гедройц К.К., 1955; Горбунов Н.И., 1965; Пчелкин В.У., 1966; Медведева О.П., 1971, и др.]. В динамике содержания подвижного калия особенно велика роль влажности почвы. Попеременное чередование увлажнения и подсушивание почвы, как правило, ведет к закреплению калия удобрений минеральной частью почвы [Пчелкин В.У., 1966]. В то же время под влиянием периодического изменения влажности, возможно, некоторое повышение подвижности и доступности калия самой почвы в подпахотных горизонтах. По мнению Кургановой (2002), 25 некоторое увеличение обменного калия может быть обусловлено повышением кислотности почвы. Динамика обменного калия в почве в связи с применением удобрений изучалась рядом авторов, но по поводу увеличения обменного калия от вносимых удобрений единого мнения не было. Применение калийных удобрений в большинстве случаев повышает содержание обменного калия в пахотном горизонте [Забавская К.М., 1970; Абызов И.Г., 1971; Шаряпов М.М., 1975; Шакиров В.З., 1976; Братчиков В.Г. и др., 1988; Давлятшин И.Д., Фасхутдинов Ф.Ш., 2001; Окороков В.В., 2002]. В тоже время, в исследованиях В.У. Пчелкина (1966), Н.М. Луценко (1969) внесение калийных удобрений не повышало существенно уровень обменного калия в почве. Увеличение содержания органического вещества в почве путем применения удобрений, а также известкование кислых почв, усиливает необменное поглощение калия, особенно на почвах с низким содержанием гумуса (серозем). Разные типы почв содержат неодинаковое количество фиксированного калия и обладают разной степенью его фиксации при применении удобрений. Распределение калия по профилю почвы зависит от промывного режима, свойств почвы, доз удобрений и других условий [Минеев В.Г., 1999]. Благодаря необменной фиксации калия в почве может наблюдаться длительное последействие калийных удобрений. По данным К.М. Забавской (1970), калий, накопившийся при систематическом применении калийных удобрений, продолжал оказывать последействие на растения и на третий год. Эффективность калийных удобрений всегда выше при достаточной обеспеченности растений другими основными элементами питания. В этом случае более четко проявляется положительная роль калия в повышении устойчивости растений к неблагоприятным погодным условиям, к поражению болезнями и повреждению вредителями [Муравин Э.А., 2003]. 26 1.5. Содержание в почвах серы, микроэлементов и продуктивность растений А.Н. Аристархов (2007) считает, что по физиологическому значению в жизни растений среди элементов минерального питания сера занимает третье место после азота и фосфора. Этот элемент, входя в состав трех аминокислот (цистин, цистеин, и метионин), является составной частью всех без исключения запасных и конституционных белков. Сера имеет большое значение в окислительно-восстановительных процессах, происходящих в растениях, в активировании энзимов, способствует фиксации азота из атмосферы [Минеев В.Г., 2004]. Дефицит серы нередко становится лимитирующим фактором роста урожайности и качества урожая ряда культур. Основным источником питания сельскохозяйственных культур серой является почвенные запасы серы. К настоящему времени накоплена достаточно обширная информация о содержании серы в почвах [Авдонин Н.С., 1972; Григорьев А.А., Фатьянов А.С., 1973; Шкель М.П. и др., 1979; Гайсин И.А., 1989; Панасин В.И. и др., 1999; Орлов Д.С., Безуглова О.С., 2000; Аристархов, А.Н. 2001; Беспалов А.П., 2004; Шеуджен А.Х., 2005 и др.]. Общее содержание серы в почве – весьма существенный признак почвенного плодородия. В верхних горизонтах незасоленных почв содержание серы колеблется от 0,01-0,02 % до 0,20-0,40 %. Наименьшая концентрация и запасы серы свойственны малогумусным песчаным и супесчаным почвам, наибольшая – торфянистым почвам и торфяникам. Доля минеральных соединений серы нарастает по мере уменьшения запасов гумуса, повышения минерализованности почвенно-грунтовых вод и накоплением в почвах карбонатов и гипса [Орлов Д.С.,1985]. Почвы с дефицитом серы, как правило, встречаются на территориях, удаленных от антропогенных источников серы. Обычно больше серы содержится на тех почвах, которые имеют больше гумуса, так как 80-90 % этого элемента находится в органическом веществе и лишь 10-20 % содержится в виде сульфатов кальция, магния, калия и натрия. 27 Поэтому в верхнем пахотном слое содержится наибольшее количество серы [Панников В.Д., Минеев В.Г., 1977]. Сера в почвах представлена как органическими, так и неорганическими соединениями. Их соотношение зависит от типа почвы и глубины залегания генетического горизонта, однако преобладают органические соединения. В верхних горизонтах почв преобладают органические соединения серы. Доля еѐ минеральных соединений нарастает по мере уменьшения запасов гумуса, повышения минерализации грунтовых вод и накопления в почвах карбонатов гипса [Аристархов А.Н., 2007]. При этом 89-98 % общей серы находится в недоступной для растений форме [Вальников И.У., Мишин М.А., 1974]. По мнению других исследователей, доля доступных форм серы в почве больше. Так, по данным Д.С. Орлова, Л.К. Садовниковой, И.Н. Лозановской (2002), доступная растениям сульфатная форма составляет 10-25 % от общего содержания серы. Вынос серы из почвы с урожаями сельскохозяйственных культур может быть очень значительным, особенно это относится к культурам, испытывающим большую потребность в сере, таким как бобовые, злаковые, лилейные, крестоцветные. Общий вынос серы с урожаем зерновых (2 т/га) и картофеля (20 т/га) составляет 10-15 кг/га, люцерны и эспарцета – 20-30 кг/га, корнеплодов – 3040 кг/га [Хала В.Г., Филин В.И., 2001]. Убыль серы из почвы происходит не только в связи с выносом ее с урожаем сельскохозяйственных культур, но и в результате выщелачивания в грунтовые воды, так как анионы серной кислоты слабо поглощаются почвами [Минеев В.Г., 2004]. Источником пополнения серы в почве, в первую очередь, является внесение органических и минеральных удобрений (сульфат калия, калимаг, калиймагнезия, простой суперфосфат, сульфат аммония). По данным Н.С. Авдонина (1972) с 36 т навоза попадает в почву 36 кг SО3, а с вносимой дозой простого суперфосфата - не менее 40 % гипса. Установлено также, что при внесении на 1 га 60 кг д.в. P2О5 (в форме суперфосфата) в почву попадает около 28 100 кг SО3, а при внесении сернокислого аммония в дозе 40 кг д. в. N - около 120 кг SО3. Правда, внесение серы в составе этих удобрений носит случайный характер, то есть она попадает в почву бессистемно как сопутствующий элемент [Аристархов А.Н., 2007]. Другим источником серного питания растений является атмосферная сера. В промышленных районах Северной Америки и Европы, особенно при использовании в качестве топлива сернистых углей, поступление серы из атмосферы значительно в результате эмиссии диоксида SО2. Быстрый переход его в серную кислоту H2SО4 оказывается причиной кислотных выпадений. Однако повышенная кислотность атмосферных осадков связана не только с эмиссией газообразных оксидов серы, но и с круговоротом сульфатов почвенных растворов [Орлов Д.С., Садовникова Л.И., Лозановская И.Н., 2002]. В биохимическом цикле серы принимают участие почвенно-грунтовые и подземные воды. На это указывают сходство изотопного состава серы подземных, почвенно-грунтовых вод и водорастворимых сульфатов из горизонта с сульфатносодовых солончаков и свидетельствует об участии серы подземных вод в формировании сульфатно-содового засоления. Таким образом, в засоленных почвах биохимический круговорот серы не ограничивается верхними гумусовыми горизонтами, а охватывает значительную толщу - 5-10 и более метров. Однако наиболее существенное влияние на поведение серы в верхних горизонтах почв оказывает уровень применения органических и минеральных удобрений, а также фосфоритование и известкование кислых почв. Изучение количественных критериев этого влияния помогает целенаправленно регулировать условия корневого питания растений комплексом необходимых элементов. Превращение серы в почве во многом сходно с превращением азота, которое также носит сезонный характер, т. е. зависит от температуры и влажности почвы. Азот и сера высвобождаются в тех же соотношениях, в каких они находятся в гумусе, растительных и животных остатках. К осени количество сульфатной серы снижается в результате выноса еѐ урожаем. С понижением 29 величины рН в почвах от нейтральной до слабокислой реакции содержание сульфатной серы увеличивается [Аристархов А.Н., 2007]. Таким образом, баланс серы в земледелии складывается за счет выноса еѐ с урожаем сельскохозяйственных культур, потери вследствие выщелачивания и поступления с атмосферными осадками и удобрениями. Положительный баланс серы достигается применением серосодержащих удобрений. О положительном действии серосодержащих удобрений (сыромолотый гипс, элементарная сера, нефтяная сера) на агрохимические свойства почв Республики Татарстан отмечали такие исследователи как В.Г. Братчиков (1976), Г.С. Егоров (1982), И.А. Гайсин (1989), В.Н. Фомин, И.У. Вальников (2003), И.Р. Сулейманов, М.Ю. Гилязов (2010) и другие. На современном этапе один из факторов, снижающих продуктивность земледелия, - слабая обеспеченность пахотных почв микроэлементами [Лукин С.В., 2011]. Нормальное обеспечение растений абсолютно необходимыми микроэлементами повышает устойчивость растений к грибным и бактериальным заболеваниям и качество урожая сельскохозяйственных культур [Школьник М.Я., 1963]. О степени обеспеченности растений микроэлементами судят по общему количеству (потенциальные запасы) и содержанию их подвижных форм (эффективные запасы) в почвах, причем последнее в определенной степени отражает и усвояемость их растениями. Доля подвижных форм чаще всего составляет для меди, молибдена, кобальта и цинка 10-15 %, а для бора 2-4 % общего содержания их в разных почвах. Валовые запасы микроэлементов в почвах определяются содержанием их в материнских породах, а доля подвижных зависит от многих свойств конкретной почвы, количества и качества применяемых удобрений и мелиорантов, характера растительности и других факторов, причем влияние каждого из них довольно специфично для разных микроэлементов [Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И., 2002]. 30 На содержание подвижных форм микроэлементов в растениях влияет тип почв, реакция почвенной среды, содержание полуторных окислов, карбонатов, органическое вещество, насыщенность почвы влагой и т.д. Так, по мере утяжеления гранулометрического состава почв повышается содержание подвижных форм марганца [Бердникова А.В., 1982], меди [Белоусова Т.Н., 1991], молибдена [Бердникова А.В., 1982, Ахмедова З.Н., 1990], цинка и меди [Наурызбаев И.С., Жаллыбеков Б., 1990]. Большую роль в содержании микроэлементов в почве оказывает реакция среды [Пейве Я.В., 1961; Ринькис Г.Я., Рамане Х.К., Паэгле Г.В., 1979; Даутов Р.К., Минибаев В.Г., Гайсин И.А., 1985; Вейтене Р., 1990; Китаев Л.И., 1990; Тонконоженко Е.В., 1990]. Установлено что на кислых почвах увеличивается подвижность большинства микроэлементов. Исключением является молибден, т.к. подкисление почвы понижает доступность молибдена растениям, а подщелачивание – повышает [Минеев В.Г., 2004]. Поэтому понятно, что сильное влияние на подвижность микроэлементов оказывает известкование. Установлено, что карбонаты очень сильно тормозят поглощение растениями марганца, меди, кобальта, в средней степени бора, но способствуют поглощению растениями молибдена [Ринькис Г.Я., Рамане Х.К., Паэгле Г.В., 1979]. Исследования Г.Н. Беляева (1993) свидетельствуют об образовании карбонатов кальция с цинком малорастворимых соединений. Наряду с биогенной аккумуляцией микроэлементов также наблюдается их миграция под влиянием нисходящих и восходящих токов влаги. В работе Е.В. Тонконоженко (1990) отмечается нисходящие передвижение подвижных форм микроэлементов в период увлажнения и восходящие - в период иссушения. Определенную роль в растворимости микроэлементов играет влажность почвы. После высушивания (температура 22º С) подвижность меди, цинка, марганца значительно возрастает. Повторное увлажнение этих почв снизило содержание подвижных форм меди и цинка до первоначального уровня, а содержание подвижных форм марганца осталось неизменным. Таким образом, 31 обратимые изменения в почве связаны с изменением физических факторов, а необратимые – с химическими превращениями (например, окисление марганца). В динамике состояния микроэлементов также велика роль микроорганизмов, так как они активно участвуют в процессе восстановления [Schiid Rudiqer, 1988]. Микроэлементы оказывают существенное влияние на физиолого- биохимические процессы микроорганизмов, действуют на активность ферментов. Выявлено, что микроэлементы активизируют аммонифицирующую активность почвы [Шеуджен А.Х. и др., 1990; Муртазина С.Г., и др.,1991]. В этом процессе действие микроэлементов возрастает в следующем порядке бор < марганец < кобальт < медь < цинк < молибден. В процессе нитрификации бору, кобальту, молибдену и меди отводится роль ингибиторов, а цинку и марганцу – стимуляторов процесса. В настоящее время велика роль человеческой деятельности в определении обеспеченности микроэлементами почв. Целинные земли, как правило, содержат меньше микроэлементов, чем пахотные, постоянно удобряемые земли [Лях Т.Г., 1991]. Установлено, что систематическое применение микроудобрений и навоза изменяют содержание микроэлементов в черноземной почве [Матвеева В.И., Федоренчик В.В., 1990]. Минеральные удобрения, как правило, содержат в качестве примесей микроэлементы, поэтому постоянное их применение изменяет их содержание в почве. Изменение содержания микроэлементов под действием макроудобрений происходит, во-первых, за счет поступления в почву дополнительного количества микроэлементов [Filipek – Mazur Barbara, 1990]; во-вторых, за счет изменения реакции среды в результате применения физиологически кислых удобрений; втретьих, за счет изменения темпов поглощения микроэлементов в соответствии с явлениями синергизма и антагонизма. Например, внесение фосфорных удобрений снижает поступление цинка, меди и иногда увеличивает поступление марганца [Ягодин Б.А. и др., 1989]. Длительное применение макроудобрений оказывает заметное влияние на баланс микроэлементов в агроэкосистемах. Так, в 25-летнем стационарном 32 полевом опыте на дерново-подзолистой почве установлено, что под воздействием традиционных макроудобрений наблюдалось снижение содержания в пахотном слое подвижных форм Mn, Zn, и Cu, а обеспеченность Mo и Co изменялась незначительно [Соловьева Е.И., 1986]. Согласно данным О.А. Лучницкой (2005), 17-летнее внесение в севообороте высоких доз минеральных удобрений на серой лесной почве снизило содержание Cu и повысило в ней Zn. Исходя из этих данных, можно утверждать, что дефицит в почве некоторых микроэлементов в условиях систематического применения средств химизации является фактором, ограничивающим эффективность макроудобрений [Никитишен В.И. и др., 2012]. Баланс элементов питания свидетельствует о том, что примеси микроэлементов в составе макроудобрений полностью не компенсируют отчуждение микроэлементов (марганец, цинк, медь, кобальт, бор) с урожаями сельскохозяйственных культур [Головина Л.П., и др., 1985]. Дефицит микроэлементов в земледелии восполняется внесением микроудобрений в отдельности и в составе макроудобрений. Так, исследованиями А.С. Новиковой, О.И. Титовой, М.Б. Блиновой и др. (1991) подтверждается эффективность аммиачной селитры с борной кислотой и бормагниевыми добавками; фосфорных удобрений и нитрофоски с молибденом [Ивченко С.И., 1984] или с бором, молибденом, цинком [Руцкая С.И., Ксенэл Л.И., 1981]. Аналогичные результаты получены относительно добавок марганца, молибдена и бора к фосфорным удобрениям, меди – к азотным и калийным [Потутаева Ю.А., 1987]. В реальных условиях производства экономически наиболее выгодным оказывается внесение микроудобрений совместно с пестицидами и другими агрохимикатами [Гармаш Н.Ю., Гармаш Г.А., и др., 2011]. По мнению И.А. Гайсина, Ф.А. Хисамеевой (2007) сегодняшний ассортимент микроудобрений не отвечает требованиям высокоразвитого сельскохозяйственного производства и нуждается в дальнейшем расширении и оптимизации. является Важнейшей получение от задачей средств сельскохозяйственных химизации производителей максимальной отдачи при 33 одновременном сохранении параметров окружающей среды. С этих позиций более перспективно использование микроудобрений в виде хелатных форм соединений. За последние два десятилетия появилось большое количество хелатных форм микроудобрений, эффективность которых по сравнению с минеральными формами подтверждена многочисленными исследованиями [Гайсин И.А., Муртазин М.Г., 2006; Комаров А.А., 2009; Пахомова В.М., 2009; Гайсин И.А., Сагитова Р.Н., Хабибуллин Р.Р., 2010]. Большое распространение в Республике Татарстан в настоящее время получили жидкие удобрительно-стимулирующие составы (ЖУСС), являющиеся полифункциональными хелатными микроудобрениями. Их использование позволяет значительно улучшить или полностью отрегулировать круговорот микроэлементов в земледелии, существенно повысить урожайность, улучшить качество урожая и уменьшить пестицидную нагрузку на агроценозы [Гайсин И.А., Юнусов Р.А., 2000; Сафиоллин Ф.Н., Гайсин И.А., Минуллин Г.С., 2001; Сафин Р.И., 2001; Тагиров М.Ш., 2002; Гайсин И.А., Пахомова В.М., 2014]. Рассматривая проблему обеспеченности почв микроэлементами, невозможно, хотя бы очень кратко, освещать вопрос содержания в почвах тяжелых металлов. Химические элементы, которые даже в малых количествах нарушают процессы метаболизма в организмах, относятся к тяжелым металлам. Следует иметь в виду, что в настоящее время нет однозначного научного определения понятия «тяжелые металлы». В список тяжелых металлов включены микро- и ультрамикроэлементы с атомной массой более 50 у.е. Среди них есть как абсолютно и условно необходимые микроэлементы, так и элементы-примеси. Многие из этих тяжелых металлов играют разную физиологическую роль в жизни живых организмов. Так, цинк, медь, железо в малых количествах являются не токсикантами, а наоборот, стимуляторами роста (Ивлев А.М., Дербенцова А.М., 2002). Наиболее известными и изученными тяжелыми металлами считаются Hg (ртуть), Cd (кадмий), Pb (свинец), Cu (медь), Zn (цинк), Se (селен), Cr (хром), Ni (никель), Ag (серебро), Sn, (олово) Sb (сурьма). 34 Среди загрязняющих веществ по масштабам загрязнения и воздействию на почвы особое место занимают Hg, Pb, As, Cd, Zn, Cu, Cr, Ni, которые поступают по трофической цепи в организм человека и сельскохозяйственных животных с растительной пищей, воздухом и водой [Овчаренко М.М. и др, 1997]. Содержание тяжелых металлов в почвах в значительной обуславливаются их гранулометрическим составом. Как тяжелого гранулометрического состава, мере правило, в почвах обнаруживаются более высокие концентрации тяжелых металлов [Jankauskaite M. и др., 1986, Иванов Г.М., 1989]. Так, глинистые минералы чаще всего сорбируют Сг, Cu, Ni, Zn, имеющие небольшой ионный радиус [Овчаренко М.М. и др., 1997]. Доказано, что тяжелые металлы концентрируются в самом верхнем слое почвы [Ильин В.Б., 1991; Соловьев В.М., 2008]. Они медленно удаляются при выщелачивании, потреблении растениями, эрозии и дефляции [Соловьев В.М., 2008]. В отличие от многих других техногенных загрязняющих веществ, тяжелые металлы практически не подвергаются физико-химическому или биологическому разрушению. Это ведет к снижению плодородия почв, существенному уменьшению урожая и значительному ухудшению его качества [Алексеев Ю.В., 1987; Кабата-Пендиас А., Пендиас Х., 1989; Ильин В.Б., 1991]. Существенное влияние на содержание различных химических элементов в почвах оказывает атмосфера. Главными источниками атмосферного загрязнения, связанного с хозяйственной деятельностью человека, являются тепловые и атомные электростанции (27,0 %), предприятия черной металлургии (24,3 %), предприятия по добычи и переработки нефти (15,5 %), транспорт (13,1 %), предприятия цветной металлургии (10,5 %), а также предприятия по добыче и изготовлению строительных материалов (8,1 %). Основными «поставщиками» тяжелых металлов в атмосферный воздух являются предприятия тяжелой промышленности и цветной металлургии [Алексеев Ю.В., 2008]. Как считает Г. А. Гармаш (1985), основное количество тяжелых металлов (более 95 %) от предприятий черной и цветной металлургии поступает в почву в виде техногенной пыли. Растворимые в воде соединения металлов в ней 35 составляют десятые доли процента, реже их содержание достигает нескольких процентов. Наиболее существенное загрязнение среды вызывают мощные тепловые электростанции, работающие на сланцах или на каменном угле. К примеру, в выбросах тепловых электростанций Канско-Ачинского топливноэнергетического комплекса в соответствии с проектом может содержаться за год до 300-360 т металлов [Израэль Ю.А. и др., 1981]. Ещѐ один источник загрязнения почв тяжелыми металлами - современный автомобильный транспорт. Эксплуатация автотранспортных средств сопровождается выбросами загрязняющих веществ, продуктов сгорания топлива, износа тормозных колодок и истирания дорожных покрытий, что приводит насыщению почвы придорожной зоны тяжелыми металлами. Более крупные частицы накапливаются на расстояние около 5 м, лѐгкие с меньшим размером оседают на расстоянии до 100 м от автотрассы [Тюлькин В.А., Панфилов А.А., 2008]. По данным Д. Ж. Бериня и др. (1981), среди выбросов автотранспорта обнаружены Mn, Zn, Sn, Сu, Pb, Cd, Co, Ni и Sr. Тяжелые металлы, попадающие в почву как основную среду наземных экосистем, могут накапливаться в ней до высоких уровней, образуя техногенные аномалии, представляющие существенную опасность для нормального функционирования почвенной биоты [Пятакова Л.П., 2008]. Минеральные и органические удобрения также могут служить источниками накопления тяжелых металлов в почве за счет содержащегося в них балласта, который образуется в процессе их производства [Шеуджен А.Х. и др., 2008]. Загрязнение почв тяжелыми металлами снижает нитрифицирующую способность [Евдокимова Г.А., Мозгова Н.П., 1975], ферментативную активность почвы, скорость разложения целлюлозы [Большаков В.А. и др., 1978]. Загрязнение почв тяжелыми металлами отрицательно отражается на росте и развитии растений. Проникая в избытке в растительные организмы, они подавляют ход метаболических процессов, оказывают денатурирующее действие на белки, тормозят развитие, снижают Минеев В.Г., 2004]. продуктивность [Ильин В.Б., 1991; 36 На загрязненных тяжелыми металлами почвах, наблюдается значительное снижение урожайности. Так, в условиях умеренного климата урожай зерновых на загрязненных почвах понизилась на 20-30 %, свеклы на 35 %, бобов - на 40 %, картофеля на 47 % [Бондарев Л.Г., 1976]. Почва как биокостное тело стремится противостоять загрязнению и самоочищаться. негативному Буферность влиянию почв, поллютантов то есть и способность сохранять противостоять удовлетворительные экологические условия для растительного покрова, зависят от состава почв и тем сильнее, чем выше содержание органических веществ, тяжелее гранулометрический состав, больше емкость катионного обмена, а в составе почвенно-поглощающего комплекса выше содержание катионов кальция и магния [Зырина Н.Г., 1985]. Вопросы оценки экологической безопасности земельных ресурсов в условиях загрязнения почв тяжелыми металлами и приемы их детоксикации интересовали многих исследователей [Jochi D. С. et al., 1983; Cordero A. et al., 1987; Gorlach E. et al., 1987; Keul M. et al., 1987; Перцовская А.Ф, и др., 1987; Simard R. R., 1988; Черных Н. А, 1989; Komisarek J. et al., 1990; Alloway B. J. et al., 1991; Ильин В.Б., 1991; Овчаренко М.М. и др., 1997; Праздников С.С., 1997; Ивлев А.М., Дербенцова А.М., 2002; Муха В.Д. и др. 2003; и др.]. В Республике Татарстан эти вопросы изучали А.И. Ахтямов с соавт. (1997, 2000), Ш.А. Алиев с соавт. (2000), И.А. Гайсин с соавт. (2000), Р.Г. Ильязов с соавт. (2002) и многие другие. Все эти авторы высказывают острую необходимость поиска путей снижения поступления из почвы различных токсикантов в растения сельскохозяйственных культур. На сегодняшний день наиболее простыми и эффективными способами детоксикации почв, загрязненных тяжелыми металлами, считаются приемы, направленные на увеличение органических веществ, сорбционных свойств почвы и известкование [Komisarek J. et al., 1990; Alloway B. J. et al., 1991; Ильин В.Б., 1991; Праздников С.С., 1997; Шакиров В.З. и др.,1998; Муха В.Д. и др., 2003; Минеев В.Г., 2004; Давлятшин И.Д. и др., 2013]. 37 Например, в опытах, проведенные ФГБУ «ЦАС «Татарский» (Алиев Ш.А., Нуриев С.Ш., Шакиров В.З., 2002; Чекмарев П.А., Лукманов А.А., Нуриев С.Ш., 2011) известкование снижало поступление тяжелых металлов в растения в 3-8 раз. Сорбционные свойства почв могут быть существенно повышены внесением в почву агроруд, содержащих минералы с расширяющейся кристаллической решеткой с большой емкостью поглощения. Такие минералы содержатся в целитовых рудах, бентонитовых глинах и глауконитовых песках, месторождения которых широко распространены в нашей республике [Ишкаев Т.Х., Шакиров Р.С., 2001; Нуриев С. Ш., Лукманов А. А., Хуснутдинов К. М., Салимзянова И. Н., 2009; Давлятшин И.Д. и др., 2013]. Наряду с перечисленными способами детоксикации избыточных тяжелых металлов в почве, существуют биологические приемы, такие как выращивание толерантных культур или сортов, используемых в пищу, возделывание технических и лесных культур, разведение цветов. В качестве крайней меры предлагается создание нового пахотного горизонта как за счет плантажной вспашки, обеспечивающей захоронение загрязненного слоя на глубине 40-50 см и выворачивание на поверхность подпахотною незагрязненною, так и путем создания насыпной толщи за счет почвы, привезенной с незагрязненной территории. Возможно, также удаление токсичного слоя и на его месте размещение нормальной почвы. В регионах, где не хватает пахотной земли, подобная дорогостоящая рекультивация, особенно в условиях прекращения или ослабления техногенного загрязнения, может стать оправданным приемом [Ильин В.Б., 1991]. Завершая кратный обзор литературы, следует отметить, что плодородие почв и продуктивность пашни в огромной степени определяется агрохимическими свойствами, важнейшими из которых представляются запасы и состав гумусовых веществ, кислотно-основные показатели, содержание подвижных форм азота, фосфора, калия, серы и абсолютно необходимых микроэлементов. 38 Интегральным показателем плодородия почв является содержание в ней гумусовых веществ, так как они играют ведущую роль во многих почвенных процессах. От количества и качественного состава гумуса зависят физикохимические свойства, буферность, поглотительная способность, обеспеченность растений азотом, в большей степени фосфором, физические свойства почвы и т. д. Многочисленные исследования убедительно показывают, что распашка целинных почв, смена естественных ценозов агроценозами, интенсивная механическая обработка почвы приводят к уменьшению содержания и запасов гумуса, ухудшению его качества. Важнейшим условием воспроизводства гумуса в агроценозах является применение органических, минеральных удобрений и химических мелиорантов. Установлено, что при длительном применении органических удобрений происходит повышение валового содержания органического вещества, тогда как при минеральной системе удобрений оно может, как возрастать, так и снижаться. Использование минеральных удобрений в повышенных дозах, как правило, ускоряет процесс разложения гумуса. С другой стороны есть немало работ, в которых установлена положительная роль минеральных удобрений в стабилизации гумуса на всех почвенных генотипах. Во многих случаях наиболее эффективным оказывается совместное применение органических и минеральных удобрений, так как оно существенно повлияло, как на восполнение запасов гумуса, так и на улучшение агрофизических свойств почв. Большое влияние на плодородие земель и продуктивность сельскохозяйственных культур оказывают кислотно-основные свойства почв. Для нашей республики особенную сельскохозяйственных земель. сильное негативное влияние актуальность имеет подкисление Повышенная кислотность почвы оказывает на рост и развитие большинства сельскохозяйственных культур. Кислотно-основные свойства почв ухудшаются, как правило, при длительном применении минеральных удобрений. Это объясняется поглощением почвой катионов, входящих в состав удобрений, и подкислением реакции почвенного раствора в результате вытеснения из 39 поглощающего комплекса водорода и алюминия, а также физиологической кислотностью азотных и калийных удобрений. Кардинальным приемом улучшения кислых почв представляется известкование, которое улучшает физические, физико-химические и биологические свойства почвы. Недостаточное содержание в почве доступных форм абсолютно необходимых питательных элементов, и, в первую очередь, азота, фосфора, калия, серы и микроэлементов, часто вступает лимитирующим фактором урожайности сельскохозяйственных культур. Эти параметры пахотных почв подвержены наиболее сильным изменениям, как под действием возделываемых культур, так и вносимых органических, минеральных удобрений и химических мелиорантов. Как свидетельствуют многочисленные исследования, длительное возделывание сельскохозяйственных растений, особенно без адекватного использования удобрений, ведет к обеднению почвы элементами питания и почвоутомлению. Для эффективного ведения растениеводческой отрасли, получения высоких урожаев хорошего качества и сохранения плодородия почв необходим постоянный мониторинг плодородия сельскохозяйственных земель и оптимизация на этой базе почвенных свойств и режимов. В связи с этим особую ценность приобретают многолетние материалы агрохимических обследований земель каждого сельскохозяйственного предприятия и региона, обобщение и статистическая обработка которых должно быть положено в основу любых агрохимических и агротехнических приемов возделывания сельскохозяйственных культур и воспроизводства плодородия почв. 40 Глава 2 УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ 2.1. Общая характеристика Балтасинского муниципального района Республики Татарстан Объектом нашего исследования являются пахотные почвы Балтасинского муниципального района Предкамской зоны Республики Татарстан. Республика Татарстан расположена по среднему течению р. Волги и нижнему течению р. Камы, в степной и лесостепной зонах восточной части Русской равнины. Географическое положение республики определяется координатами 53о58’- 56о39’ с. ш. и 47о15’ - 54о 18’ в. д. [Мустафин М.Р., Хузеев Р.Г., 1994]. Реки Волга и Кама делят территорию Татарстана на три четко обособленные природно-географические части, получивших названия Предволжье (к западу и югу от долины Волги), Предкамье (севернее долин Камы и Волги), Закамье (к югу от долины Камы). Предкамье занимает всю северную часть Татарстана. Площадь его 21,8 тыс. км2 и долиной р. Вятки оно делится на две неравные части: западную – 17,9 тыс. км2 и восточную – 3,9 тыс. км2 [Аксенова Т.Е. и др., 1994]. Район образован в 1965 году. Территория составляет 109,5 тысяч гектар. Сельскохозяйственные угодья занимают около 86 тысяч гектар. Из них пашня - 71 тысяч гектар. Численность населения представляет чуть более 30 тысяч человек [Мустафин М.Р., Хузеев Р.Г., 1994]. Балтасинский район является самым северным районом Республики Татарстан. Примыкает Балтасинский район на северо-западе с Республикой Марий Эл, на севере и востоке с Кировской областью, на западе с Арским, на юге с Сабинским и на юго-востоке с Кукморским районами Республики Татарстан. Территория расположена в пределах правобережной доли бассейна р. Вятки. С юго-запада и на северо-восток поверхность рассечена широкой долиной р. 41 Шошмы, правым притоком р. Вятки. В долине р. Шошмы размещен районный центр с. Балтаси. Северное положение района предопределило и наиболее прохладный климат. Термические ресурсы здесь минимальные для всей республики, хотя, в целом, климатические условия района благоприятны для сельскохозяйственного производства. По средним многолетним данным тепловые ресурсы вегетационного периода, то есть сумма температур воздуха за период с температурами выше 10°С, определяется в 2028°С. Количество осадков за период май - сентябрь составляет 240-260 мм, причем в первую половину вегетационного периода (май - июнь) выпадает до 90 мм. В период вегетации гидротермический коэффициент более 1,0. Безморозный период достигает 130 дней, но в отдельные годы весенние заморозки могут быть и в первой декаде июня, а осенние заморозки случаются и в первой декаде сентября. Снежный покров залегает на полях в течение 150 дней с колебанием от 140 до 160 дней. Наличие достаточно мощного снежного покрова (35-45 см) при своевременном его установлении создает благоприятные условия для перезимовки озимых культур. Климат района определяется как умеренно-прохладный с достаточным увлажнением [Географическая характеристика административных районов Татарской АССР, 1972]. Вместе с тем, для региона характерна большая изменчивость всех метеорологических элементов по годам, в том числе осадков и температуры воздуха. Месячные суммы осадков в любой из месяцев вегетационного периода изменяются по годам от 0 до 170 мм, а среднемесячные температуры воздуха нередко дают отклонения от средней климатической нормы на 6-8 0С. Поэтому в отдельные месяцы вегетационного периода коэффициент увлажнения (отношение осадков к испарениям) может изменяться по отдельным годам в очень больших пределах - от 0,1-0,5 (интенсивнейшая засуха) до 2,0-3,0 (избыточное увлажнение). Засушливые условия в мае-июне и июле-августе бывают примерно 5-7 годах из 10; обильное, даже избыточное увлажнение - в 2-3 годах из 10 [Габдрашитов З.А., Реутов С.П., 1986]. 42 В доагрикультурное время в регионе преобладали лесные ландшафты – южнотаежные и лиственные. Ещѐ в конце 18 века лесистость достигала 60 % [Аксенова Т.Е., 1994]. Лесистость территории исследуемого района по состоянию на 01.01.2013 составляет только 10,6 %, что в 1,65 раза меньше среднего республиканского показателя (17,5 %) [http://eco.tatarstan.ru/rus/file/pub/pub_ 184312.pdf]. Первичные леса сведены с водораздельных и склоновых мест. Лесные насаждения остались на крутых обрывистых склонах речных долин, имеющих в основном южную экспозицию. Господствуют юные сосновые насаждения. Сосново-дубовые насаждения имеются по левому склону р. Шошмы в районе с. Балтаси. Дуб произрастает на карбонатном элювии пермских отложений и имеет небольшой бонитет (3 класса). Дубовые естественные насаждения на левобережье р. Шошмы можно рассматривать как северный форпост произрастания дуба в Заволжье (в пределах Татарстана). На юге района есть значимые массивы хвойных лесов с превосходством ели. Данные леса входят в состав Арского лесничества и характеризуются неплохим бонитетом. Располагаясь на высочайшем водоразделе между р. Казанкой и Шошмой, хвойные насаждения приобретают водоохранное значение. Почвы под елью (встречается и пихта) суглинистые и довольно плодородные. Не считая хвойных пород, распространена береза, образующая значимые насаждения на местах вырубки ели. Общая площадь лесных насаждений ориентируется в 11 тыс. га. Беря во внимание сильное развитие водной эрозии, необходимо расширить площадь под древесными насаждениями. Принципиальна проблема долинных лугов, которые вследствие изменения местного режима рек из-за ликвидации запруд стали переходить из заливных (пойменных) в суходольные, с выпадением из травостоя значимых растений (клевер, тимофеевка и др.) и с господством непродуктивной щучки. Луговые угодья долины Шошмы и ее притоков нуждаются в мелиоративных мероприятиях, нацеленных на восстановление продуктивности и резкого роста полезной биомассы природных пастбищ. Большое значение имеет создание 43 запруд на реках, с образованием озер и с подъемом воды в реках и с соответственным повышением зеркала грунтовых вод. Балтасинский район - один из типичных зерново-животноводческих районов Предкамья Татарстана [Географическая характеристика административных районов Татарской АССР, 1972]. 2.2. Методика агрохимического обследования сельскохозяйственных земель и лабораторных исследований В исполнении постановления Совета Министров СССР от 9 апреля 1964 года № 319 и постановления Совета Министров РСФСР от 20 мая 1964 года № 611, Министерство сельского хозяйства РФ издало приказ № 199 от 7 июля 1964 года «Об организации агрохимической службы в сельском хозяйстве». В исполнении вышеуказанного приказа, с целью контроля и оценки изменения плодородия почв, характера и уровня их загрязнения под воздействием удобрений и других антропогенных факторов, создания банков данных полей проводится комплексное агрохимическое обследование почв сельскохозяйственных угодий специалистами агрохимической службы. В Республике Татарстан эти работы выполняют Федеральные государственные бюджетные учреждения (ФГБУ) «Центр агрохимической службы «Татарский» и «Станция агрохимической службы «Альметьевская». Они призваны реализовать государственную политику по вопросам химизации сельского хозяйства, участвовать в формировании и реализации системы экономических и организационно-технических мер по повышению плодородия почв, экологической безопасности при применении средств химизации в сельском хозяйстве. Исследования проводились на базе Федерального государственного бюджетного учреждения ‹‹Центр агрохимической службы ‹‹Татарский››, где, начиная с 1964 года, накоплены уникальные материалы полевых агрохимических обследований, которые должны быть основой для решения теоретических и практических задач применения удобрений. Кроме того, обобщение и анализ 44 многолетних материалов агрохимического обследования почв района должно быть положено в основу решения не только тактических задач применения агрохимикатов, но и стратегического планирования интенсификации земледелия и прогнозирования изменений плодородия почв в будущем. К массовому агрохимическому обследованию почв сельскохозяйственных угодий Балтасинского муниципального района Республики Татарстан приступили в 1965 году. Первый и третий циклы агрохимического обследования почв длились по 6 лет (1965-1970 гг. и 1980-1985 гг. соответственно.). Второй тур агрохимического обследования почв оказался самым продолжительным (19711979 гг.). Начиная с IV цикла (1986-1990 гг.) периодичность агрохимического обследования почв данного района составляет один раз в 5 лет. В целом за 45 лет (1965-2010 гг.) Балтасинский муниципальный район прошел VIII циклов сплошного агрохимического обследования. Все работы в ФГБУ ‹‹Центр агрохимической службы ‹‹Татарский›› проводятся согласно «Методических указаний по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения», утвержденные Министерством сельского хозяйства Российской Федерации и Российской академией сельскохозяйственных наук в 2003 году. Полевое агрохимическое обследование пахотных почв выполняется следующим образом: Объединенная почвенная проба отбирается с площади 20 гектаров, которая состоит из 40 почвенных проб (уколов), отобранных с глубины пахотного слоя до 20 см. тростевым буром, что соответствует ГОСТ 28168-89. Лабораторные исследования проводились по следующим методикам: 1. Определение гумуса по методу И.В. Тюрина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91); 2. Приготовление солевой вытяжки и определение ее рН по методу ЦИНАО (ГОСТ 26483-85); 45 3. В зависимости от типовых особенностей почв подвижные соединения фосфора и обменного калия определяются тремя методами: - в дерново-подзолистых и серых лесных почвах по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО, ГОСТ 26207-91; - в черноземах – по методу Чирикова в модификации ЦИНАО, ГОСТ 2620491; - в карбонатных почвах – по методу Мачигина в модификации ЦИНАО, ГОСТ 26205-91. 4. Определение микроэлементов и серы проводились следующими методами: - марганца по Пейве и Ринькису (ГОСТ Р 50682-94); - цинка по Крупскому и Александровой (ГОСТ Р 50686-94); - меди по Пейве и Ринькису (ГОСТ Р 50684-94); - кобальта по Пейве и Ринькису (ГОСТ Р 50687-94); - молибдена по Григу (ГОСТ Р 50689-94); - бора по Бергеру и Труогу (ГОСТ Р 50688-94); - серы по ГОСТ 26490-85. 5. Определение тяжелых металлов проведено согласно «Методическим указаниям по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства, Москва, 1992» Для оценки почв по обеспеченности питательными элементами, которые были перечислены выше, использованы группировки почв в модификации ЦИНАО. Статистическая обработка проводилась с помощью «MS Exell 2003» и прикладного пакета STATISTICA 6.0. Были определены общие статистические показатели – среднее значение анализируемых данных (М), стандартная ошибка среднего (m) и коэффициент вариации (V). Проведен корреляционно- 46 регрессионный анализ зависимости агрохимических свойств почв и урожайности культур от уровня применения удобрений и метеорологических условий. Для оценки тесноты корреляции между изучаемыми факторами использована шкала Чеддока: слабая корреляция (r=0,10-0,30); умеренная корреляция (r=0,31-0,50); заметная корреляция (r=0,51-0,70); высокая корреляция (r=0,71-0,90); весьма высокая (r=0,91-1,0). 2.4. Метеорологические условия в годы исследования Основные метеорологические показатели исследуемого района среднемесячная температура воздуха и количество атмосферных осадков – за период с 1981 по 2010 гг. приведены в приложениях 1 и 2. Они показывают сильное колебание обоих показателей по годам и месяцам. Статистическая обработка метеорологических данных за 30-летний период выявила, что из двух показателей особенно сильному варьированию подвержено количество месячных атмосферных осадков: коэффициенты вариации (V) количества осадков по месяцам составили 29-63 % (таблица 1). Особенно сильное варьирование суммы осадков за месяц характерно для июня, весьма ответственного периода для роста и развития большинства сельскохозяйственных культур нашей зоны. Возможно, именно данное обстоятельство во многом определяет резкие колебания урожайности культур по годам. Так, в 2010 г., когда была получена минимальная урожайность культур за весь наблюдаемый период (1981-2010 гг.), в июне выпало всего 5,7 мм осадков, что меньше среднего значения (59,7±6,9 мм) более чем в 10 раз. Коэффициенты вариации среднемесячной температуры воздуха, за исключением показателя ноября, оказались существенно меньшими, чем аналогичные коэффициенты по осадкам. Минимальные колебания наблюдались за период активной вегетации сельскохозяйственных культур. Как видно, с мая по сентябрь коэффициенты вариации температуры воздуха составили только 10 18 %. 47 Таблица 1 Описательная статистика метеорологических данных 1981-2010 гг. по Балтасинскому муниципальному району РТ Температура воздуха, оС Осадки, мм Месяцы Lim M±m V, % Lim -(4,1÷21,2) M±m V, % Январь 13,1÷59,7 Февраль 0,0÷58,9 39,2±2,1 28,6±2,8 29 55 -11,1±0,7 33 -(3,2÷17,8) -10,4±0,7 35 Март 28,0±2,8 Апрель 3,4÷66,6 4,6÷67,8 54 -(0,6÷8,9) -4,5±0,4 48 29,9±3,2 58 0,2÷10,7 5,0±0,4 49 Май 9,2÷78,0 35,6±3,4 53 8,1÷17,0 12,8±0,4 18 Июнь 5,7÷153,5 59,7±6,9 63 13,3÷21,1 17,7±0,4 13 Июль 4,8÷138,4 66,0±6,2 52 16,2÷25,3 19,7±0,4 10 Август 14,7÷142,2 53,7±5,5 56 14,1÷21,9 17,0±0,3 11 Сентябрь 8,5÷104,5 45,7±4,3 51 6,7÷14,2 11,3±0,3 15 Октябрь 0,6÷134,9 46,2±4,9 58 0,8÷7,0 4,3±0,3 37 Ноябрь 4,0÷85,5 42,1±3,9 50 -10,1÷1,3 -4,0±0,5 71 Декабрь 12,1÷126,3 40,1±4,0 54 -(3,9÷19,3) -9,5±0,6 36 Год 360,9÷691,2 514,8±17,4 19 1,6÷5,6 4,0±0,2 21 Данное обстоятельство свидетельствует, на наш взгляд, о меньшем влиянии температурного режима, по сравнению с водным режимом, на продуктивность растений в условиях исследуемого района. Колебания годовой суммы осадков и температуры воздуха оказались существенно меньшими, чем колебания по месяцам. Как видно, коэффициенты вариации годовой суммы осадков и температуры воздуха были достаточно близкими и равнялись соответственно 19 и 21 %. На рисунке 1 иллюстрируется характер динамики годовых осадков и среднегодовой температуры воздуха за наблюдаемый период. Какой-либо тенденции изменения годового количества осадков в 1981-2010 гг. не обнаружилась (R2=0,00). 48 800 Годовые осадки, мм 700 600 500 400 300 y = 0,2426x + 30,547 R² = 0,0005 200 100 0 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2010 2015 Среднегодовая температура воздуха, оС Годы 6 5 4 3 y = 0,0398x - 75,39 R² = 0,1654 2 1 0 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 Годы Рис. 1. Динамика суммы годовых осадков и среднегодовых температур воздуха в 1981-2010 гг. На этом фоне обнаружился определенный тренд повышения среднегодовой температуры воздуха: коэффициент корреляции (r) температуры от временного ряда составил 0,41, что по шкале Чеддока оценивается как умеренная корреляция. Графики, приведенные на рисунке 2, дают определенное представление о характере отмеченного потепления по отдельным месяцам. Не обнаружено изменений средней температуры воздуха в зимние месяцы и в июне. 49 1980 1990 -8 y = 0,0879x - 179,98 R² = 0,1246 Температура, оС 15 10 y = 0,0467x - 80,365 R² = 0,0326 0 1970 1980 1990 30 2000 2010 1990 2000 2010 y = 0,0605x - 109,45 R² = 0,0955 0 1970 1980 1990 2000 2010 -15 1980 1990 2010 2020 y = 0,1163x - 236,06 R² = 0,133 2020 0 1980 1990 2000 2010 2020 2010 2020 Август 15 10 y = 0,0571x - 97,003 R² = 0,0696 5 0 1980 1990 2000 Октябрь 6 4 2 y = 0,0515x - 98,474 R² = 0,0829 0 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2010 2020 Декабрь 0 2000 2010 y = -0,0003x + 18,363 R² = 2E-06 5 2020 0 1970 -5 10 1970 Ноябрь 5 2000 Июнь 8 10 1990 15 2020 Сентябрь 5 1980 20 1970 Температура, оС 0 15 0 20 y = 0,0392x - 58,475 R² = 0,0287 1980 2 25 20 1970 4 2020 Июль 10 6 25 Май 5 R² = 0,0211 8 1970 Температура, оС Температура, оС 2020 -6 20 Температура, оС 2010 -4 -10 Температура, оС 2000 Температура, оС -21970 -10 Апрель y = 0,0403x - 75,387 10 Температура, оС Температура, оС 0 Температура, оС 12 Март -51970 1980 1990 2000 -10 -15 -20 y = -0,0067x + 3,7771 R² = 0,0003 -25 Рис. 2. Характер изменения среднемесячных температур воздуха за исследуемый период (1981-2010 гг.) 50 В декабре, январе и феврале коэффициенты детерминации средней температуры воздуха от временного фактора (годы наблюдений) оказались равными нулю. Линии тренда изменения среднемесячной температуры воздуха показывают, что относительно заметное потепление было характерно для ноября (R2=0,133), марта (R2=0,124), сентября (R2=0,095) и октября (R2=0,082). Таким образом, основные метеорологические показатели исследуемого района – среднемесячная температура воздуха и количество атмосферных осадков за период с 1981 по 2010 гг., сильно колебались по годам и, особенно, по месяцам. Коэффициенты вариации среднемесячной температуры воздуха, за исключением показателя ноября, оказались существенно меньшими, чем аналогичные коэффициенты по среднемесячным осадкам. Минимальные колебания среднемесячной температуры воздуха наблюдались за период активной вегетации сельскохозяйственных культур (май-сентябрь). Обнаружился определенный тренд повышения среднегодовой температуры воздуха во временном ряду, главным образом, за счет потепления ноября, марта, сентября и октября месяцев. 51 Глава 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 3.1. Почвенный покров и рельеф местности района Рельеф района представляет собой сравнительно возвышенную равнину, расчлененную на части небольшими речными долинами. Максимальные высоты рельефа достигают 198 м (по границе с Республикой Марий Эл), а возвышенные поверхности (водораздельные) характеризуются обычно высотами 175-195 м. К речным долинам водораздельные равнины с юга обращены сравнительно пологими и длинными скатами, а с севера крутыми, зачастую облесенными склонами, которые являются частями речной долины. Характер рельефа типично равнинно-эрозионный. Контрасты между самыми высокими точками рельефа и самыми низкими (низовья долины р. Шошмы) достигают 126 м. Этим показателем определяется в высотном интервале эрозионный смыв почвы и подстилающей породы. Развитие активной водной эрозии связано также с распространением легко размываемых покровных суглинков и распаханностью склонов, с уничтожением на них защитного от эрозии древесно-травянистого покрова. В геологической постройке рельефа принимали участие породы пермской системы, в большей степени породы татарского яруса, представленные мергелями, глинами с прослоями известняков, доломитов, песчаников. Обломки карбонатных пород часты на пашне, расположенной на окраинах междуречных плато. Склоновые поверхности прикрыты делювиальными суглинками, мощность которых на склонах северной и восточной экспозиции достигает до 20 и наиболее метров, что порождает благоприятные геологические условия для развития оврагов. Наиболее поражена оврагами северо-восточная часть территории. Наблюдается рост вершин оврагов за год на 15-20 м. Эрозионная расчлененность рельефа связана с деятельностью постоянных и временных (склоновых) 52 водотоков. Речные долины характеризуются отсутствием высоких аллювиальных террас, что говорит о сравнительно молодом их возрасте. Из таблицы 2 видно, что почвенный покров района представлен нечерноземными почвами. На сельскохозяйственных угодьях доминантными являются серые лесные почвы (46,2 тыс. га), которые вместе с коричнево-серыми (5,5 тыс. га) занимают более 60 % от общей площади. Субдоминантными почвенными разностями обнаруживаются дерново-подзолистые (20,1 тыс. га) и дерново-карбонатные (9,0 тыс. га), на долю которых приходится соответственно 23,5 и 10,5 %. В районе очень редко встречаются черноземные почвы (около 200 га или 0,2 %). Таблица 2 Почвенный покров сельскохозяйственных угодий Балтасинского муниципального района Республики Татарстан Тип, подтип почвы Площадь Дерново-подзолистые тыс. га 20,1 % 23,5 Дерново-карбонатные 9,0 10,5 Серые лесные 46,2 54,0 Коричнево-серые 5,5 6,4 Черноземы 0,2 0,2 Другие почвы 4,6 5,4 85,6 100,0 ИТОГО По гранулометрическому составу почвы характеризуются пылеватоиловатым тяжелосуглинистым субстратом. После естественного увлажнения для почв типично образование глинистой корки, неблагоприятной для роста сельскохозяйственных культур. По мнению ученых, образование почв на данной территории в основном протекало под влиянием двух взаимно противоположных процессов: процесса 53 оподзоливания и дернового процесса [Р.В. Ризположенский, 1892; И.В.Тюрин, 1930]. Дерново-подзолистые почвы характеризуются наличием под гумусовым горизонтом ясно выраженного подзолистого горизонта, белесого или буроватобелесого, бесструктурного, который по мощности может быть больше или меньше перегнойного горизонта. Последний в зависимости от содержания гумуса имеет серую или светло-серую окраску. Дерново-подзолистые почвы характеризуются неблагоприятными физическими свойствами: имеют большую плотность сложения, кислотность и твердость подзолистого горизонта, очень низкую водопрочность, водо- и воздухопроницаемость. Эти почвы легко заплывают и покрываются коркой и слабоустойчивы против эрозионных процессов [С.Ш. Нуриев, А.А. Лукманов, К.М. Хуснутдинов, И.Н. Салимзянова, 2009]. Впервые серые лесные почвы региона были описаны еще в конце XIX века С.И. Коржинским (1887), Р.В.Ризположенским (1892), но систематическое изучение свойств этих почв было начато в 20-х годах XX столетия под руководством И.В.Тюрина. Как считал И.В.Тюрин (1930), образование серых лесных почв, в большинстве случаях происходило преимущественно за счет наложения дернового процесса на подзолистый, вследствие антропогенного истребления лесов. Тип серых лесных почв подразделяется на три подтипа: светло-серые лесные, серые лесные и темно-серые лесные. У светло-серых лесных почв гумусовый горизонт имеет небольшую мощность (16-22 см) и светло-серую окраску, часто с легким буроватым оттенком, и комковато-пылеватую структуру. Мощность переходного горизонта (ВА2) 5-10 см и он имеет неоднородную окраску. Цвет его в основном серовато-бурый с серыми гумусовыми и белесыми кремнеземными пятнами. Расположенный ниже иллювиальный горизонт бурого цвета, ореховатой и призмовидно-ореховатой структуры с затеками кремнеземистой присыпки и примазками гумуса, плотного сложения. Подтип светло-серые лесные почвы пахотных угодий занимают 54 склоны различной экспозиции и крутизны, слабо оструктурены и сильно подвергнуты водной эрозии. Гумусовый горизонт серых лесных почв имеет серую окраску, непрочнокомковатую структуру, мощность около 25 см. Характерной особенностью этих почв является наличие в переходном горизонте ясно выраженной мелко- и среднеореховатой структуры, на поверхности которой имеется довольно обильная присыпка кремнезема. Темно-серые лесные отличаются от светло-серых и серых лесных тем, что обладают большей гумусированностью, более мощным гумусовым профилем и меньшей оподзоленностью. Так, гумусовый слой имеет мощность от 32-35 до 4042 см. Верхняя часть этого слоя характеризуется темно-серой окраской и порошисто-мелкокомковатой структурой, а нижняя нераспаханная часть этого горизонта характеризуется хорошо выраженной комковато-зернистой структурой [Колоскова А.В., 1960; Шакиров К.Ш., 1991; Ломако Е.И., Бакиров Н.Б., 2007]. Таким образом, рельеф исследуемого района представляет собой сравнительно возвышенную равнину, расчлененную на части небольшими речными долинами, и характеризуется развитыми процессами водной эрозии. Преобладающими почвенными типами являются серые лесные и дерновоподзолистые почвы, отличающиеся низким естественным плодородием. 3.2. Уровень химизации земледелия Население Земли ежедневно потребляет около 9 млрд. тонн продуктов сельскохозяйственного производства, а 90 % заключенной в них энергии обеспечивается растениеводческой продукцией [Шеуджен А.Х., Симон М.С., 2010]. На современном этапе развития общества химизация земледелия наряду с выведением сортов интенсивного типа, мелиорацией земель и индустриальной технологией возделывания культур стала мощным фактором интенсификации сельского хозяйства. Один из важнейших факторов интенсификации - применение удобрений и других средств химизации земледелия. 55 3.2.1. Применение минеральных удобрений В высокоразвитых странах не менее 50-60 % всех прибавок урожая, или 2530 % валовой растениеводческой продукции, получают за счет применения удобрений. Экстенсивное земледелие без удобрений неизбежно ведет к постепенному неуклонному истощению почв и снижению урожайности сельскохозяйственных культур, о чем свидетельствует мировой опыт земледелия. Если проблему азота в земледелии можно решать за счет разумного сочетания технического и биологического азота, применения органических удобрений, то проблему фосфора и калия - только за счет применения минеральных удобрений, так как других источников фосфора и калия в природе не существует [Ефимов В.Н. и др., 2002]. Как известно, показателем интенсивности применения удобрений является насыщенность ими пашни. В данном случае это насыщенность пашни минеральными удобрениями, которая показывает среднее количество действующего вещества азота, фосфора и калия в сумме, вносимого на один гектар пашни в течение одного года в килограммах. Обобщение данных по применению минеральных удобрений в районе за годы существования агрохимической службы показывает, что за последние 45 лет произошли весьма значимые изменения в интенсивности применения удобрений (таблица 3). Насыщенность пашни минеральными удобрениями постоянно росла с первого цикла обследования (1965-1970 гг.) до пятого цикла (1991-1995 гг.). Так, если в 1965-1970 гг. на каждый гектар пашни района было внесено около 16,8 кг д.в. NРК, то через 25 лет применение удобрений составило 194,6 кг д.в./га, то есть возросло более чем в 11 раз. Максимальная насыщенность пашни минеральными удобрениями (264 кг д.в./га) наблюдалась в 1993 году. К сожалению, в дальнейшем началось устойчивое движение вспять. Уже через пять лет применение удобрений сократилось на 29 кг д.в./га. Эта негативная тенденция сохранилась до наших дней, и за годы последнего цикла обследования (2006-2010 гг.) насыщенность пашни минеральными удобрениями составила только 98 кг д.в./га. Следовательно, если за период между 1 и 5 циклами обследования в среднем за год применение минеральных удобрений росло на 7,12 кг д.в./га, то в 56 Таблица 3 Динамика насыщенности пашни минеральными удобрениями в Балтасинском муниципальном районе Республики Татарстан Годы Насыщенность пашни минеральными удобрениями, кг д.в./га I - цикл обследования 1965 10,0 1966 14,0 1967 17,0 1968 15,0 1969 25,0 1970 20,0 В среднем за 16,8 1965-1970 гг. II - цикл обследования 1971 27,0 1972 1973 1974 1975 1976 1977 39,0 48,0 42,0 70,0 54,0 71,0 1978 52,0 1979 56,0 В среднем за 51,0 1971-1979 гг. III - цикл обследования 1980 44,0 1981 91,0 1982 100,0 1983 115,0 1984 121,0 1985 115,0 В среднем за 97,7 1980-1985 гг. IV - цикл обследования 1986 145,0 1987 148,0 1988 190,0 Годы Насыщенность пашни минеральными удобрениями, кг д.в./га 1989 207,0 1990 165,0 В среднем за 171,0 1986-1990 гг. V - цикл обследования 1991 194,0 1992 227,0 1993 264,0 1994 155,0 1995 133,0 В среднем за 194,6 1991-1995 гг. VI - цикл обследования 1996 158,0 1997 205,0 1998 141,0 1999 132,0 2000 136,0 В среднем за 154,4 1996-2000 гг. VII - цикл обследования 2001 159,0 2002 108,0 2003 99,0 2004 115,0 2005 120,0 В среднем за 120,2 2001-2005 гг. VIII - цикл обследования 2006 106,0 2007 105,0 2008 2009 2010 В среднем за 2006-2010 гг. 108,0 89,0 82,0 98,0 57 годы последующих 3-х циклов обследования происходило уменьшение применения удобрений со скоростью 6,47 кг д.в./га в год. Правда, даже сейчас, по сравнению с общероссийским уровнем применения удобрений (около 27 кг д.в/га), наш показатель в 3,6 раза выше. Интенсивность применения минеральных удобрений в исследуемом районе также выше, чем в целом по Республике Татарстан: средневзвешенная насыщенность пашни Балтасинского района за все годы наблюдения (107,5 кг д.в/га ) в 1,48 раза выше республиканского уровня (72,8 кг д.в./га). Эффективность минеральных удобрений в значительной мере обуславливается соотношением отдельных питательных элементов в составе вносимых удобрений. В связи с этим интересны данные рисунка 3, где приведены усредненные соотношения азота, фосфора и калия в составе минеральных удобрений за отдельные циклы агрохимического обследования. Соотношение N:Р2О5:К2О в составе минеральных удобрений в среднем за 45 лет составило 1:0,60:0,50 с самыми широкими колебаниями по годам по каждому элементу. Так, соотношение N:P2О5 изменилось от 1:2,09 (1965 г.) до 1:0,20 (2007 г.), соотношение N:К2О - от 1:1,89 (1965 г.) до 1:0,20 (2010 г.), соотношение Р2О5:К2О от 1:2,68 (1970 г.) до 1:0,40 (1978 г.). Такие резкие колебания в соотношении питательных элементов свидетельствуют, что по отдельным годам наблюдался острый недостаток или избыток того или иного питательного элемента. В самом начале наблюдений (1965-1966 гг.) в составе удобрений наблюдалось явное преобладание фосфора и калия над азотом. За годы I цикла обследования (1965-1970 гг.) доля азота, фосфора и калия во вносимых минеральных удобрениях составила в среднем соответственно 31, 32 и 37 %. В дальнейшем происходил постепенный рост доли азота при уменьшении доля фосфора и, особенно, калия. Так, если в 1971-1979 гг. (II цикл обследования) сегмент калийных удобрений составил 32 %, то в 1991-1995 гг. и 2006-2010 гг. соответственно 20 и 15 %. По итогам VIII цикла агрохимического обследования доля азотных удобрений возросла до 70 %. 58 I цикл обследования (1965-1970 гг.) II цикл обследования (1971-1979 гг.) 31% 32% 37% 43% Азот Азот Фосфор Фосфор Калий Калий 25% 32% V цикл обследования (1980-1985 гг.) III цикл обследования (1980-1985 гг.) 20% 20% 50% Азот 50% Азот Фосфор Фосфор Калий Калий 30% 30% VIII цикл обследования (2006-2010 гг.) 15% I - VIII циклы обследования (1965-2010 гг.) 24% Азот Азот 15% 48% Фосфор Фосфор Калий Калий 70% 28% Рис. 3. Соотношение N:Р:К составе минеральных удобрений по циклам агрохимического обследования 59 Такой существенный рост доли азота в составе вносимых минеральных удобрений объясняется, прежде всего, тем, что потребность растений в этом элементе намного больше, чем в других питательных элементах, безвозвратные его потери из почвы весьма значительны, а окупаемость его товарной продукцией выше, чем фосфора и калия. На рисунке 4 иллюстрируется динамика насыщенности пашни азотными удобрениями. Насыщенность пашни, кг д.в./га 120,0 97,3 100,0 85,5 77,2 80,0 69,4 60,1 60,0 48,8 40,0 24,1 20,0 5,8 0,0 Циклы обследования (годы) Рис.4. Насыщенность пашни минеральными азотными удобрениями В I цикле агрохимического обследования ежегодно на каждый гектар пашни в составе минеральных удобрений было внесено 5,8 кг д.в. азота. В течение последующих 4-х туров обследования происходил сильный рост применения азотных удобрений, благодаря чему насыщенность пашни азотом в 1991-1995 гг. достигла своего максимума - 97,3 д.в. кг/га в год. В дальнейшем, в течение следующих 2-х циклов обследования, наблюдалась обратная картина: постепенное уменьшение поступления азота с минеральными удобрениями (60,1 кг д.в./га в 2001-2005 гг.). За годы последнего цикла обследования насыщенность 60 пашни азотными удобрениями несколько возросла и составила 69,4 кг д.в./га. Сравнивая насыщенность пашни азотными удобрениями за годы первых двух (1965-1979 гг.) и двух последних циклов (2000-2010 гг.) обследования, можно утверждать, что за этот период уровень их применения возрос в 4,33 раза. Большую роль в системе удобрения сельскохозяйственных культур играет фосфор. В природе не существуют естественные источники пополнения запасов фосфора в почве, как, например, азота. Поэтому единственно возможный путь возвращения в почву отчужденного с урожаями фосфора – внесение его в составе органических и минеральных удобрений. Данные по применению фосфорных удобрений показали, что начиная с I цикла (1965-1970 гг.) по V циклы обследования (1991-1995 гг.) насыщенность пашни фосфором минеральных удобрений устойчиво возрастала (рис.5). Насыщенность пашни, кг д.в./га 70,0 58,4 60,0 51,3 46,3 50,0 36,1 40,0 29,3 30,0 20,0 10,0 14,3 11,9 4,7 0,0 Циклы обследования (годы) Рис. 5. Насыщенность пашни минеральными фосфорными удобрениями Так, если в 1965-1970 гг. на гектар пашни вносили 4,7 кг д.в./га фосфора, то через 25 лет насыщенность пашни фосфорными удобрениями увеличилась до 58,4 кг д.в./га, то есть, примерно в 12,4 раза. Максимальная насыщенность пашни фосфорными удобрениями наблюдалась в 1993 году (79,2 кг д.в./га). В 61 дальнейшем применение фосфорных удобрений существенно уменьшилось, в связи с чем насыщенность пашни фосфорными удобрениями в 2006-2010 гг. составила только 14,3 кг д.в./га. Как видно, применение минеральных фосфорных удобрений за последние 15 лет упало очень резко: насыщенность пашни за последние 5 лет (2006-2010 гг.), по сравнению с максимальным уровнем в 19911995 гг., снизилась более чем в 4 раза. Калий – оптимальное абсолютно необходимый функционирование 60 макроэлемент, важнейших обеспечивающий ферментных систем в растительном организме, регулирующих энергетический режим, способствующих репродукции фосфорсодержащих молекул, образованию высокомолекулярных углеводов, белков и витаминов. Содержание его в золе растений выше, чем других элементов и у отдельных культур достигает 50-80 % [Прокошев В.В., Богдевич И.М., 1994]. Между тем, нередки случаи недооценки калия как важнейшего фактора получения высоких и устойчивых урожаев [Прокошев В.В., Богдевич И.М., 1994; Минеев В.Г., 1999]. Как видно из рисунка 6, применение минеральных калийных удобрений постоянно росло с первого цикла обследования (1965-1970 гг.) до пятого цикла Насыщенность пашни, кг д.в./га (1991-1995 гг.). 45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 38,9 34,2 30,9 24,0 19,5 15,0 14,3 6,3 Циклы обследования (годы) Рис. 6. Насыщенность пашни минеральными калийными удобрениями 62 Так, если в I цикле на гектар пашни района вносилось 6,3 кг д.в. калия, то через 25 лет применение калийных удобрений увеличилось до 38,9 кг д.в./га, то есть в 6,17 раза. Максимальная годовая норма внесения калийных удобрений (52,8 кг д.в./га.) наблюдалась в 1993 году. В дальнейшем насыщенность пашни калийными удобрениями снизилась, в связи с чем по результатам последнего VIII цикла обследования (2006-2010 гг.) данный показатель составил только 14,5 кг д.в./га. Таким образом, динамика насыщенности пашни калийными удобрениями примерно аналогична таковой фосфорных удобрений. За последние 15 лет применение калийных удобрений уменьшилось, по сравнению с максимальным уровнем (38,9 кг д.в./га в 1991-1995 гг.), в 2,72 раза. Несмотря на это следует отметить, что Балтасинский район Республики Татарстан, один из немногих регионов, где оптимизации калийного питания растений уделяется серьезное внимание. Уровень применения минеральных калийных удобрений за 1991-2010 гг. в районе примерно в 1,6 раза выше общереспубликанского показателя. 3.2.2. Применение органических удобрений Говоря об органических удобрениях, прежде всего, необходимо напомнить слова Д.Н. Прянишникова (1952) о навозе – самом главном и распространенном органическом удобрении. Он писал: « … как бы ни было велико производство минеральных удобрений в стране, навоз никогда не потеряет своего значения как одно из главнейших удобрений в сельском хозяйстве» (стр. 53). Он считал, что комбинация навоза и минеральных удобрений позволяет снабдить растения усвояемой пищей на первых стадиях их развития и дать им в то же время резерв (в виде навоза) постепенно приходящих в действие питательных веществ. Ученые и специалисты сельского хозяйства с каждым годом все больше и больше убеждаются в правоте Д.Н. Прянишникова. Органические удобрения являются комплексными удобрениями пролонгированного действия, содержащими все необходимые растениям макро- и микроэлементы. Они улучшают не только минеральное, но и воздушное питание 63 растений, нейтрализуют почвенную кислотность, повышают биологическую активность почвы и являются источником образования гумуса. Следовательно, органические удобрения улучшают не только агрохимические, но и агрофизические и биологические свойства почвы. При сочетании минеральных и органических удобрений гуминовые вещества навоза, обладая высокой буферностью и поглотительной способностью, сдерживают сдвиги реакции питательного раствора, способствуя понижению концентрации солей и, таким образом, страхуя требовательные культуры от неблагоприятных воздействий минеральных удобрений. При внесении фосфорных удобрений совместно с навозом уменьшается закрепление в почве усвояемого фосфора в виде труднорастворимых фосфатов. При систематическом ежегодном внесении минеральных удобрений на фоне навоза в дерново-подзолистые тяжелосуглинистые, легкосуглинистые и особенно в дерново-подзолистые супесчаные и песчаные почвы, улучшались их агрохимические свойства и гумусное состояние, повышалось содержание фосфора и калия, снижалась обменная кислотность, увеличивалась сумма поглощенных оснований. Все это приводило к повышению продуктивности культур и улучшению качества урожая [Минеев В.Г., Ремпе Е.Х., 1990]. Динамика насыщенности пашни органическими удобрениями в исследуемом районе приведена в таблице 4 и рисунке 7. В начале наблюдения (1965 г.) на 1 гектар пашни было внесено минимальное количество органических удобрений – 3,6 т. Максимальная насыщенность пашни района органическими удобрениями была достигнута в 1977 году, когда на 1 га приходилось 10,7 тонн органических удобрений. Динамика применения органических удобрений заметно отличается от таковой минеральных удобрений. Здесь максимальное применение органических удобрений отмечалось в годы 2-ого цикла обследования. Тогда, в 70-х годах прошлого века, ежегодно на поля хозяйств района вывозили 9,4 т/га тонн органики, что в 1,65 раза выше применения органических удобрений за годы 1ого цикла обследования. Годы, отмеченные нами как период постоянного роста применения минеральных удобрений (80-90 гг. прошлого века) характеризуются 64 Таблица 4 Динамика насыщенности пашни органическими удобрениями в Балтасинском муниципальном районе Республики Татарстан Насыщенность пашни Годы органическими удобрениями, т/га I - цикл обследования 1965 3,6 1966 4,7 1967 5,6 1968 5,5 1969 6,6 1970 8,2 В среднем за 5,7 1965-1970 гг. II - цикл обследования 1971 8,6 1972 1973 1974 1975 1976 1977 9,6 9,6 8,9 9,3 9,9 10,7 1978 8,7 1979 9,1 В среднем за 9,4 1971-1979 гг. III - цикл обследования 1980 10,1 1981 8,8 1982 8,9 1983 7,9 1984 9,4 1985 9,3 В среднем за 9,1 1980-1985 гг. IV - цикл обследования 1986 9,4 1987 9,4 1988 9,5 Годы Насыщенность пашни органическими удобрениями, т/га 8,4 5,9 1989 1990 В среднем за 8,5 1986-1990 гг. V - цикл обследования 1991 5,9 1992 5,6 1993 5,8 1994 5,3 1995 5,4 В среднем за 5,6 1991-1995 гг. VI - цикл обследования 1996 6,4 1997 6,3 1998 5,2 1999 6,1 2000 3,6 В среднем за 5,5 1996-2000 гг. VII - цикл обследования 2001 6,3 2002 6,1 2003 6,4 2004 6,2 2005 7,2 В среднем за 6,4 2001-2005 гг. VIII - цикл обследования 2006 6,3 2007 6,5 2008 2009 2010 В среднем за 2006-2010 гг. 7,4 8,0 6,6 7,0 65 существенным падением объемов применения органических удобрений. В 1993 году, когда применение минеральных удобрений достигло своего пика, пашня района получила лишь по 5,8 т/га органики. В течение последующих 5-и лет (1996-2000 гг.) применение органических удобрений достигла своего минимального уровня за все годы наблюдения - 5,5 т/га. 9,4 10 8,5 9 Насыщенность пашни, т/га 9,1 7 8 7 6 6,4 5,7 5,6 5,5 5 4 3 2 1 0 Циклы обследования (годы) Рис. 7. Насыщенность пашни органическими удобрениями по циклам агрохимических обследований Отрадно, что в течение последних 2-х циклов агрохимического обследования происходит постепенное, хотя и медленное, наращивание темпов применения органических удобрений. Так, если за 2001-2005 гг. насыщенность пашни органическими удобрениями составила 6,4 т/га, то в 2006-2010 гг. - 7,0 т/га. Примечательно, что Балтасинский муниципальный район за все годы наблюдения по уровню применения органических удобрений остается в числе лидеров, 66 причем, занимая в течение последних 15 лет неизменно первое место в республике. Например, нынешний уровень применения органических удобрений в 5 раз выше общереспубликанского (1,4 т/га). В целом, за все годы наблюдения средневзвешенная насыщенность пашни Балтасинского района (7,52 т/га) в 2,11 раза выше среднереспубликанского уровня (3,57 т/га). 3.2.3. Известкование и фосфоритование кислых почв Создание в пахотном слое почвы оптимального уровня реакции среды и содержания питательных элементов – важная основа увеличения продуктивности земледелия и улучшения окружающей природной среды [Сычев, В.Г. и др., 2013]. Поэтому, наряду с внесением органических, минеральных удобрений, известкование и фосфоритование кислых почв представляются существенными составляющими проблемы воспроизводства почвенного плодородия почв и повышения продуктивности пашни [Ягодин Б.А. и др., 2002; Минеев В.Г., 2004; Нуриев С.Ш. и др., 2006; Шильников И.А. и др., 2008; Лукманов А.А. и др., 2010; Аканова Н.И. и др. 2013; Давлятшин и др., 2013]. Как уже отмечалось выше, повышенная кислотность почвы оказывает сильное влияние на рост и урожайность растений. Еѐ действие многообразно и обусловлено несколькими причинами. К числу их относятся: вредное действие избытка ионов водорода, алюминия и марганца на растения; значительное снижение усвояемости фосфора из почвы и удобрений; недостаток в почве кальция, магния и молибдена как элементов питания растений; слабая жизнедеятельность азотфиксирующих и нитрифицирующих бактерий; плохие физические свойства почвы. Кардинальным приемом улучшения кислых почв представляется известкование. Оно улучшает физические, физико-химические и биологические свойства почвы. Кальций способствует коагуляции почвенных коллоидов и предотвращению их вымывания, вследствие этого облегчается обработка почвы, улучшается аэрация известкованной почвы. На песчаных гумусных почвах хорошая обеспеченность кальцием улучшает их водопоглощающую способность, 67 а на тяжелых глинистых почвах известь способствует образованию почвенных агрегатов и комковатости, улучшает их водопроницаемость [В.Г. Минеев, 2004]. Преобладание в почвенном покрове Балтасинского муниципального района серых лесных и дерново-подзолистых почв, отличающихся природной кислотностью, вынуждает активно заниматься известкованием. Для известкования кислых почв района используются местные карбонатные породы, добываемые ООО «Балтасиагрохимсервис». Во введении данной организации находятся два карьера: «Арбашский» и «Ципьинский», на которых добывают известняковую муку и мергель. По состоянию на 01.01.2008 г. разведанные запасы сырья на данных карьерах составляют соответственно 2562,5 и 1743,5 тысяч тонн [Калимуллин Н.М. и др., 2009]. Химический состав данных карбонатных пород дан в таблице 5. Таблица 5 Средний химический состав карбонатных пород карьеров ООО «Балтасиагрохимсервис» (по данным Е.И. Ломако, Ш.А. Алиев, 2004; Калимуллин Н.М. и др., 2009) Наименование Вид карьера продукции Содержание, % СаСО3 МgСО3 влаги недеятельных частиц Арбашский Известняковая 71,5 8,0 7,3 5,0 67,5 5,9 7,9 2,8 мука Ципьинский Мергель Действующее вещество, то есть суммарная массовая доля углекислого кальция и магния, используемых в районе известковых удобрениях составляет 73,4-79,5 %, содержание влаги - менее 8 %, недеятельных частиц не более 3-5 %. Динамика площадей кислых почв района, ежегодно известкуемых, приведена в таблице 6. Ежегодные площади известкования варьировали в очень широких пределах: от 2681 (1966 г.) до 12115 га (1988-1989 гг.). За весь исследуемый период суммарная площадь известкованных почв составила 350,8 тысяч га, что почти в пять раз превышает общую площадь пашни района. 68 Таблица 6 Площади известкования кислых почв в Балтасинском муниципальном районе Республики Татарстан Годы Площадь известкования, га I - цикл обследования 1965 4620 1966 2681 1967 9430 1968 9359 1969 10798 1970 7378 В среднем за 19657378 1970 гг. II - цикл обследования 1971 10201 1972 1973 1974 1975 1976 1977 9926 8965 8116 10544 5218 5118 1978 3597 1979 4585 В среднем за 19717363 1979 гг. III - цикл обследования 1980 5100 1981 7292 1982 6080 1983 7002 1984 7290 1985 8004 В среднем за 19806795 1985 гг. IV - цикл обследования 1986 10020 1987 9343 1988 12115 Годы Площадь известкования, га 1989 1990 В среднем за 1986-1990 гг. V - цикл обследования 1991 1992 1993 12115 12000 1994 9626 11119 12500 11247 11833 1995 8360 В среднем за 1991-1995 10713 гг. VI - цикл обследования 1996 8004 1997 6931 1998 4251 1999 5967 2000 9512 В среднем за 1996-2000 6933 гг. VII - цикл обследования 2001 7792 2002 7005 2003 6253 2004 4134 2005 3784 В среднем за 2001-2005 5794 гг. VIII - цикл обследования 2006 6596 2007 2008 2009 2010 В среднем за 2006-2010 гг. 5300 4316 4719 5264 69 Наибольшие площади известкования характерны для периода интенсивного применения минеральных удобрений (1986-1995 гг.). Судя по средним площадям известкования кислых почв по циклам агрохимического обследования, Площади известкования, га интенсивность химической мелиорации изменилась волнообразно (рис. 8). 11119 12000 10713 10000 8000 7378 7363 6795 6933 5794 6000 5264 4000 2000 0 Циклы обследования (годы) Рис. 8. Ежегодные площади известкования кислых почв Балтасинского района по циклам агрохимического обследования В течение первых двух циклов агрохимического обследования (1965-1979 гг.) среднегодовой объем известкования существенно не изменился и составил около 7400 га. В годы III цикла обследования наблюдалось небольшое снижение объемов известкования. Наибольший рост объемов известкования происходил в годы IV цикла обследования (1986-1990 гг.), когда в течение трех лет этот прием мелиорации проводился на площади не менее 12000 га. Примерно на таких же площадях проводилось известкование кислых почв в начале V цикла обследования, однако уже к концу его (1995 г.) обнаружилось снижение годового объема известкования до 8360 га. В дальнейшем происходило постепенное, хотя и скачкообразное, уменьшение площадей ежегодного известкования. За годы последних двух туров агрохимического обследования (2000-2010 гг.) в среднем за год было известковано соответственно 5794 и 5264 га кислых почв. Средние дозы внесения известковых удобрений по району за исследуемый период приведены в таблице 7. 70 Таблица 7 Средние дозы внесения известковых удобрений в Балтасинском муниципальном районе Республики Татарстан Годы Средние дозы известнякового удобрения, т/га I - цикл обследования 1965 3,05 1966 3,00 1967 3,06 1968 3,11 1969 3,15 1970 3,20 В среднем за 19653,10 1970 гг. II - цикл обследования 1971 3,80 1972 1973 1974 1975 1976 1977 4,00 3,60 3,90 3,50 3,65 3,81 1978 3,92 1979 4,00 В среднем за 19713,80 1979 гг. III - цикл обследования 1980 5,41 1981 5,54 1982 7,01 1983 7,30 1984 6,71 1985 6,60 В среднем за 19806,46 1985 гг. IV - цикл обследования 1986 6,58 1987 6,82 1988 5,65 Годы Средние дозы известняковог о удобрения, т/га 5,54 5,50 1989 1990 В среднем за 1986-1990 5,96 гг. V - цикл обследования 1991 5,90 1992 5,20 1993 5,40 1994 6,10 1995 7,00 В среднем за 1991-1995 5,92 гг. VI - цикл обследования 1996 7,80 1997 7,90 1998 7,97 1999 7,80 2000 7,79 В среднем за 1996-2000 7,85 гг. VII - цикл обследования 2001 7,40 2002 7,60 2003 7,70 2004 8,10 2005 8,00 В среднем за 2001-2005 7,76 гг. VIII - цикл обследования 2006 6,90 2007 6,80 2008 2009 2010 В среднем за 2006-2010 гг. 7,88 7,00 7,10 7,10 71 Они колебались в значительных границах: от 3,00 т/га в 1966 г. до 8,10 т/га в 2004 г. Как видно, максимальная доза превышает минимальную в 2,7 раза. Средние агрохимического дозы внесения обследования известкового наглядно удобрения иллюстрируют по заметный циклам тренд постепенного, хотя и несколько скачкообразного, их роста во времени (рис. 9). 9 Дозы известкового удобрения, т/га 8 7 6 5 y = 0,6182x + 3,2118 R² = 0,7572 4 3 2 1 0 0 2 4 6 8 10 Циклы агрохимического обследования Рис. 9. Средние дозы внесения известкового удобрения по циклам агрохимического обследования Какая-либо значимая зависимость между средними дозами внесения известкового удобрения и среднегодовыми площадями известкования по циклам агрохимического обследования в условиях Балтасинского района не обнаружилась (рис. 10). Как видно, коэффициент детерминации (R2) был близок к нулю. 72 Дозы известкового удобрения, т/га 9 8 7 6 5 y = -0,000x + 7,571 R² = 0,063 4 3 2 1 0 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 Площади известкования, га Рис. 10. Зависимость между средними дозами внесения известкового удобрения и среднегодовыми площадями известкования по циклам агрохимического обследования Ещѐ один важный прием улучшения плодородия почв, повышения эффективности применения минеральных удобрений и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур – это фосфоритование, то есть разовое внесение больших доз фосфоритной муки для повышения подвижных форм фосфора в кислых, низкоплодородных почвах. повышение обеспеченности Данный прием одновременно направлен на растений подвижными формами фосфора и нейтрализацию повышенной кислотности почвы. При фосфоритовании в поглощающем комплексе кислой почвы водород замещается кальцием фосфоритной муки, в результате чего труднорастворимый трехкальциевый фосфат переходит в доступный растениям двухосновной фосфат кальция и, кроме того, снижается почвенная кислотность. Для реального повышения обеспеченности почв подвижными формами фосфора разовая доза внесения фосфоритной муки должна быть 240 и более кг д.в./га [В.Г. Уточкин, 1989]. Согласно рекомендациям ученых нашей республики [Вальников И.У. и др., 1983], в зависимости от гранулометрического состава, кислотности и уровня обеспеченности подвижными формами фосфора, дозы внесения Р2О5 в составе фосфоритной муки должны составить от 190 до 380 кг д.в./га. В Балтасинском районе фосфоритование кислых почв с низким 73 содержанием подвижного фосфора началось в 1971 году. В годы II цикла агрохимического обследования (1971-1979 гг.) фосфоритование проводилось на площади 4,5 тыс. га или около 500 га ежегодно (таблица 8). Таблица 8 Среднегодовые объемы фосфоритования кислых почв Балтасинского муниципального района Республики Татарстан* II (1971-1979) Среднегодовая площадь фосфоритования, га 500 III (1980-1985) 1100 1760 1,6 IV (1986-1990) 2700 5130 1,9 V (1991-1995) 1700 3400 2,0 Циклы обследования (годы) Внесено фосфоритной муки, т/год Средняя доза фосфоритной муки, т/га 700 1,4 Прим.: в годы I (1965-1970 гг.), VI (1996-2000 гг.), VII (2001-2005 гг.) и VIII (2006-2010 гг.) циклов агрохимического обследования почв фосфоритование не проводилось. В течение последующих шести лет (1980-1985 гг.) объемы фосфоритования увеличились более чем в два раза и составили 1100 га/год. Наиболее интенсивно данный прием химической мелиорации осуществлялся в годы четвертого цикла обследования (1986-1990 гг.), когда фосфоритование ежегодно проводилось в среднем на 2700 гектарах. В дальнейшем, в связи с ухудшением экономической ситуации, объемы фосфоритования существенно сократились и во второй половине 90-х годов истекшего века прекратились. Так, среднегодовые площади фосфоритования в 1991-1995 гг. составили 1700 га, что в 1,6 ниже показателя в предыдущей пятилетке. В целом по республике фосфоритование в некоторых районах ещѐ продолжалось до конца VI цикла обследования (1996-2000 гг.), но его объемы оказались в 6,7 раза меньше, чем в предыдущем цикле агрохимического обследования. В 27 районах республики в 1996-2000 гг. было фосфоритовано около 50 тыс. га пашни или всего 370 га/год в каждом районе. В исследуемом районе ежегодные объемы внесения фосфоритной муки за наблюдаемый период колебались в пределах от 700 до 5130 т, а средние дозы внесения фосфоритной муки составили 1,4-2,0 т/га. За 25 лет проведения данного 74 приема химической мелиорации в почву района было внесено примерно 59510 т. фосфоритной муки. Забегая вперед, отметим, что во втором цикле агрохимического обследования в районе обнаружилось 41500 га пахотных земель, имеющих очень низкое (менее 25 мг/кг) и низкое (26-50 мг/кг) содержание подвижного фосфора (по методу Кирсанова) (см. таблицу 13). Если предположить, что фосфоритование было проведено именно на этой площади, то на каждый гектар пашни, имеющей очень низкое и низкое содержание подвижных форм фосфора, было внесено примерно 1434 кг фосфоритной муки. В составе такого количества фосфоритной муки, в зависимости от содержания действующего вещества в ней (10-19 %), почву поступило примерно 143-272 кг/га Р2О5. Резюмируя обсуждение материалов, характеризующих изменение уровня применения удобрений и химических мелиорантов, следует отметить следующее. Анализируемый период (1965-2010 гг.) можно разделить на две неравные части, отличающиеся по направленности изменений уровня применения минеральных удобрений и химических мелиорантов. Первые 5 циклов агрохимического обследования (1965-1995 гг.) характеризовались постоянным повышением уровня применения минеральных удобрений со среднегодовыми темпами роста 7,12 кг д.в./га, в то время как последующие 3 цикла – снижением уровня применения удобрений со скоростью 6,47 кг д.в./га в год. Несмотря на разнонаправленность динамики применения удобрений, происходил постепенный рост доли азота при снижении доля фосфора и, особенно, калия: если в 1965-1970 гг. доля азотных удобрений составила 31 %, то в 1991-1995 гг. и 2006-2010 гг. соответственно 50 и 70 %. Динамика объемов известкования и фосфоритования различается от динамики насыщенности пашни минеральными удобрениями лишь тем, что падение уровня использования известковых удобрений и фосфоритной муки началось чуть раньше - после IV цикла обследования. Фосфоритование полностью прекратилось после V цикла агрохимического обследования. Динамика применения органических удобрений заметно выделяется от таковой минеральных удобрений по двум признакам. Во-первых, в годы, отличившиеся наибольшими темпами роста применения минеральных удобрений (1980-1995 гг.) происходило существенное падение объемов применения 75 органических удобрений. Во-вторых, в течение последних двух циклов агрохимического обследования происходит постепенный, хотя и медленный, рост насыщенности пашни органическими удобрениями: если в 1996-2000 гг. она составила 5,5 т/га, то в 2001-2005 гг. и 2006-2010 гг. соответственно 6,4 и 7,0 т/га. В целом, исследуемый район характеризуется достаточно высоким уровнем применения минеральных, органических удобрений и химических мелиорантов. Так, насыщенность пашни минеральными и органическими удобрениями за годы последнего цикла обследования выше республиканского уровня соответственно в 1,4 и 5,0 раз. Лишь по объемам фосфоритования исследуемый район существенно не отличался от общереспубликанского уровня. 3.3. Динамика агрохимических свойств пахотных почв и её зависимость от уровня применения удобрений Минеральные, органические удобрения и химические мелиоранты, влияя на круговорот элементов в агроценозах, не только повышают продуктивность сельскохозяйственных культур и изменяют химический состав урожая, но и оказывают серьезное влияние на различные свойства почвы: агрохимические, агрофизические и биологические. Как известно, роль самой почвы, в частности ее агрохимических свойств, в круговороте веществ, а через него и в продуктивности агроценозов исключительно велика. Несмотря на наличие большого числа работ, в которых рассматривается эта проблема, все же надо признать ее слабую изученность [Заболоцкая Т.Г., 1985]. Одна из причин слабо изученности заключается в том, что влияние удобрений на свойства почвы можно обнаружить лишь в длительных стационарных опытах или обобщая многолетние материалы агрохимического обследования почвенного покрова конкретных регионов и хозяйств. Подчеркивая значение агрохимических свойств в эффективном плодородии почв, И.С. Лупинович с соавторами «... считают, что в настоящее время наиболее существенным в этом вопросе является выделение тех показателей свойств почв, которыми более конкретно может быть выражен уровень их плодородия, если мы 76 хотим в понятие «плодородия почв» вложить не абстрактные рассуждения, а строго и количественно учитываемые факторы. Такими показателями могут являться физические и химические свойства почв, характерные для каждого типа, вида и разновидности» [Лупинович И.С., и др., 1968]. Агрохимические свойства почв являются основными показателями при оценке плодородия и эффективного применения удобрений, и каждый из них действует на растения не отдельно, а в комплексе. Т.Н.Кулаковская отмечает: «Стремление выявить, какие из отдельно взятых свойств почв в наибольшей степени влияют на продуктивность растений, приводит к необходимости при анализе фактических данных каждый фактор почвенной среды рассматривать в отдельности. Хотя это и не является желательным, но вместе с тем изучение сложного явления без расчленения его на более простые невозможно» [Кулаковская Т.Н., 1965]. Наиболее важными агрохимическими показателями являются содержание в почвах гумусовых веществ, подвижных форм фосфора и основные свойства, очень часто лимитирующее калия, кислотнопродуктивность сельскохозяйственных культур. 3.3.1. Гумусное состояние почв Одним из важнейших показателей плодородия является содержание гумуса, которое играет основную роль не только в обеспечении растений азотом, но и во многом определяет поглотительные, кислотно-основные, агрофизические и биологические свойства почв и еѐ экологическую устойчивость. Впервые пахотные почвы изучаемого района на содержание гумуса были обследованы в V цикле агрохимического обследования (1991-1995 гг.). Результаты этого тура обследования показали, что на долю почв, с низким и очень низким содержанием гумуса, приходилось 5,5 тыс. га, что составило 7,0 % от обследованной площади (табл. 9). Почвы пашни с повышенным и высоким содержанием гумуса ровнялись 58,3 тыс. га, то есть 74,4 % от обследованной площади. 77 Таблица 9 Динамика распределения площадей пашни по степени обеспеченности гумусом в Балтасинском муниципальном районе Республики Татарстан по циклам агрохимического обследования Степень Циклы обследования (годы) Единица обеспеченности измерен V (1991гумусом VI (1996- VII (2001- VIII (2006- ия 1995 гг.) 2000 гг.) 2005 гг.) 2010 гг.) тыс. га 1,1 2,0 8,2 3,4 % 1,4 2,6 10,8 4,8 тыс. га 4,4 6,5 52,7 60,1 % 5,6 8,4 69,7 85,1 тыс. га 14,6 17,0 14,3 6,7 % 18,6 21,8 18,9 9,5 тыс. га 25,4 22,9 0,3 0,3 % 32,4 29,4 0,4 0,4 тыс. га 32,9 29,4 0,1 0,1 % 42,0 37,8 0,2 0,2 Обследованная тыс. га 78,4 77,8 75,6 70,6 площадь % 100,0 100,0 100,0 100,0 3,18* 3,09* 3,23** 3,17** Очень низкая Низкая Средняя Повышенная Высокая Средневзвешенное содержание гумуса, % Прим.: * - средневзвешенное содержание рассчитано согласно группировке почв, приведенной в приложении 3; ** - средневзвешенное содержание рассчитано согласно группировке почв, приведенной в приложении 4. Доля почв со средней гумусированностью составила 14,6 тыс. га или 18,6 % от пашни. Данные следующего VI цикла обследования свидетельствуют о некотором снижении содержании гумуса. В частности, если в предыдущем сроке наблюдения суммарная доля почв с очень низким и низким содержанием гумуса 78 составила 7,0 %, то в VI цикле – 11,0 %. Кроме того, на 7,2 % уменьшилась доля площади почв, имеющих повышенную и высокую гумусированность. Следует особо подчеркнуть, что результаты различных туров обследования оценивались агрохимической службой с использованием различных подходов градации гумусированности почв. В V-VI циклах обследования обеспеченность гумусом оценивалась согласно группировке, приведенной в приложении 3, где градация почв дифференцируется в зависимости от типа и подтипа почв. В следующих двух циклах обследования градация почв по гумусированности проводилась без учета почвенных типов и подтипов согласно группировке, приведенной в приложении 4. Именно этим обусловлено кажущееся очень сильное снижение содержания гумуса в почвах района, обнаруженное по итогам VII тура обследования. Как видно, в 2001-2005 гг. 80,5 % почв имеют низкое и очень низкое содержание, 18,6 % - среднее, почвы с повышенным и высоким содержанием – менее 1 %. Распределение почв по степени обеспеченности гумусом, проведенное по результатам последнего (VIII) цикла обследования, демонстрируют действительное ухудшение гумусированности пахотных почв района. Как видно, за период между двумя турами агрохимического обследования доля среднеобеспеченных почв сократилась примерно в два раза, в площадь почв, с низким и очень низким содержанием гумуса почти достигла 90 %. На наш взгляд, исходя из того, что обеспеченность почв гумусом в разных циклах было проведено на основе различных градаций, гумусированности основании сравнение почв в V-VI циклов с таковыми в VII-VIII циклах на распределения почв по группам обеспеченности является не корректным. Объективную картину динамики обеспеченности гумусом за все VVIII циклы обследования можно получить только на основе средневзвешенного содержания гумуса по циклам обследования. Для расчета средневзвешенного содержания гумуса были использованы средние значения содержания гумуса в каждой группе. Среднее содержание гумуса по группам в V-VI циклах обследования (приложение 3) были рассчитаны 79 с учетом распространенности типов и подтипов почв в Балтасинском муниципальном районе, и составили (%): 1,72 (очень низкое), 2,00 (низкое), 2,53 (среднее), 3,21 (повышенное) и 3,65 (высокое). В случае использования упрощенной градации без дифференциации по типам и подтипам почв (приложение 4) средние значения содержания гумуса по группам составили (%): 1,00 (очень низкое), 3,05 (низкое), 5,05 (среднее), 7,05 (повышенное) и 9,05 (высокое). Динамика содержания гумуса в пахотных почвах района по циклам агрохимических обследований (1991-2010 гг.) показана на рисунке 11. Содержание гумуса, % 3,25 y = 0,011x + 3,14 R² = 0,06 3,2 3,15 3,1 3,05 3 V (1991-1995 гг.) VI (1996-2000 гг.) VII (2001-2005 гг.) Циклы агрохимического обследования (годы) VIII (2006-2010 гг.) Рис. 11. Динамика средневзвешенного содержания гумуса по циклам агрохимических обследований (1991-2010 гг.) Как видно средневзвешенное содержание гумуса в почвах района за годы наблюдений колеблется в пределах от 3,09 до 3,23 %. Следовательно, имеющиеся в нашем распоряжении данные по содержанию гумуса в почвах за последние 20 лет показывают, что почвы пашни района слабо обеспечены гумусом. Это и не удивительно, так как почти весь почвенный покров района представлен малогумусными Статистически дерново-подзолистыми значимых изменений и серыми содержания лесными гумуса по почвами. циклам агрохимических обследований не установлено, ибо коэффициент детерминации оказался небольшим (R2=0,06). Результаты корреляционного анализа зависимости содержания гумуса от уровня применения органических, минеральных и известковых удобрений представлены на рисунке 12. 3,24 3,24 3,22 3,22 Содержание гумуса, % Содержание гумуса, % 80 3,2 3,18 3,16 y = -0,0003x + 3,2147 R² = 0,0587 3,14 3,12 3,2 3,18 3,16 3,12 3,1 3,1 3,08 3,08 0 50 100 150 200 y = -0,0011x + 3,2521 R² = 0,0925 3,14 0 250 3,24 3,24 3,22 3,22 3,2 3,18 3,16 y = -0,0005x + 3,1885 R² = 0,0304 3,14 3,18 3,16 3,14 3,12 3,1 3,1 3,08 3,08 20 40 60 y = -0,0011x + 3,1983 R² = 0,0422 0 80 3,24 40 60 3,24 3,22 3,2 3,18 y = 0,0406x + 2,9186 R² = 0,247 3,14 Содержание гумуса, % Содержание гумуса, % 20 Насыщенность пашни калийными удобрениями, кг д.в./га Насыщенность пашни фосфорными удобрениями, кг д.в./га 3,16 150 3,2 3,12 0 100 Насыщенность пашни азотными удобрениями, кг д.в./га Содержание гумуса, % Содержаемк гумуса, % Насыщенность пашни минеральными удобрениями, кг д.в./га 50 3,22 3,2 3,18 3,16 3,12 3,12 3,1 3,1 3,08 3,08 0 2 4 6 8 Насыщенность пашни органическими удобрениями, т/га y = -2E-06x + 3,1786 R² = 0,0043 3,14 0 5000 10000 15000 Среднегодовая площадь известкования, га Рис. 12. Характер зависимости содержания гумуса в почве от уровня применения удобрений и химических мелиорантов (1991-2010 гг.) 81 Они, прежде всего, указывают на то, что минеральные удобрения заметного влияния на содержание детерминации (R2) гумуса не оказали. средневзвешенного гумуса Как от видно, коэффициент насыщенности пашни минеральными удобрениями составил только 0,058. Улавливается слабая тенденция некоторого уменьшения содержания гумуса от повышения насыщенности пашни минеральными удобрениями. Среди минеральных удобрений относительно ощутимое негативное влияние на гумусированность почвы оказали минеральные азотные удобрения (R2=0,092). Наименьшее воздействие на содержание гумуса оказали фосфорные удобрения (R2=0,030). Ещѐ более ничтожным оказалось действие на содержание гумуса в пахотных почвах района уровня применения известковых удобрений. Так, коэффициент детерминации (R2) гумусированности почв от среднегодовых площадей известкования составил только 0,004. Существенное влияние на содержание гумуса оказали только органические удобрения. Линейную зависимость средневзвешенного содержания гумуса в почвах района от насыщенности пашни органическими удобрениями можно было описать уравнением: У = 0,040·х + 2,918, (1) где У – средневзвешенное содержание гумуса, %; х – насыщенность пашни органическими удобрениями, т/га. Коэффициент корреляции (r) между содержанием гумуса и насыщенность пашни органическими удобрениями составляет 0,50, что, согласно шкале Чеддока, оценивается как верхняя граница умеренной корреляции. Таким образом, в 1991-2010 гг. средневзвешенное содержание гумуса в почвах района по циклам агрохимических обследований изменялось скачкообразно в пределах от 3,09 до 3,23 %. Обнаружена слабая тенденция снижения содержания гумуса по мере роста насыщенности пашни минеральными 82 удобрениями. Среди минеральных удобрений (NРК) относительно заметным было действие на гумусированость почвы азотных удобрений (R2=0,092). Заметное положительное воздействие на содержание гумуса оказали только органические удобрения (R2=0,247). 3.3.2. Кислотный режим почв Уровень плодородия в значительной мере определяется кислотноосновными свойствами почв. Почвы с повышенной кислотностью имеют плохие физико-химические и физические свойства (малое содержание коллоидной фракции, низкая емкость поглощения, слабая буферность и бесструктурность), так как коллоидная часть таких почв бедна кальцием, магнием, но насыщена водородом и подвижными катионами алюминия, марганца и железа [Минеев В.Г., 2004]. Кислотность почв ухудшает питание сельскохозяйственных культур, что ведет к резкому снижению величины и качества урожая, эффективности удобрений. Оптимальной для большинства возделываемых сельскохозяйственных культур и почвенных микроорганизмов является слабокислая и близкая к нейтральной реакция почв [Танделов Ю.П., 2012]. Результаты первого цикла обследования показали, что 2/3 почв пашни района являются кислыми (табл. 10). Оставшаяся часть пашни примерно поровну делится на группы «близкая к нейтральной» и «нейтральная». За наблюдаемый период произошло скачкообразное уменьшение доли кислых почв. Так, если по результатам I-ого цикла обследования (1965-1970 гг.) площадь кислых почв составила 67,5 % пашни, то в VIII цикле обследования их доля сократилась до 39,9 %, то есть произошло уменьшение кислых почв почти в 1,7 раза. Уменьшение площади кислых почв сопровождалось наибольшим (примерно в 2,4 раза) ростом почв, имеющих реакцию среду близкую к нейтральной. 83 Таблица 10 Динамика распределения площадей пашни по степени кислотности в Балтасинском муниципальном районе Республики Татарстан по циклам агрохимического обследования Циклы обследования (годы) Показатели I (19651970 гг.) II (19711979 гг.) III (19801985 гг.) IV (19861990 гг.) V (19911995 гг.) VI (19962000 гг.) VII (20012005 гг.) VIII (20062010 гг.) Площадь, тысяч га Обследованная 79,4 79,0 79,1 79,1 78,4 77,8 75,6 70,6 -сильнокислая 0,4 0,3 0,4 0,7 0,7 1,4 0,5 0,2 -среднекислая 18,5 13,7 8,6 12,8 11,8 10,1 5,9 3,8 -слабокислая 34,6 29,5 23,4 29,9 29,4 24,7 22,2 24,2 Всего кислых 53,5 43,5 32,4 43,4 41,9 36,2 28,6 28,2 12,6 16,9 20,5 20,8 20,6 22,7 28,1 26,6 13,3 18,6 26,2 14,9 15,9 18,9 18,9 15,8 площадь Степень кислотности: -близкая к нейтральной -нейтральная Особенно заметное снижение площадей кислых почв происходило за годы II и III циклов обследования, возможно в связи с тем, что в эти годы наблюдался наиболее заметный рост темпов известкования, фосфоритования и внесения органических удобрений. Откат назад, то есть подкисление пахотных почв, обнаружился в годы IV цикла агрохимического обследования. За этот относительно короткий период площадь кислых почв увеличилась на 11 тысяч гектар. Причиной данного подкисления могла явиться, на наш взгляд, уменьшение применения органических удобрений на фоне резкого роста применения минеральных удобрений. В дальнейшем, в течение трех последующих циклов обследования происходило постепенное сокращение 84 сегмента кислых почв. К сожалению, в последний срок наблюдения опять обнаружилось некоторое возрастание доли кислых почв. В целом, за весь период наблюдения, несмотря на эти колебания, улавливается достаточно очевидный тренд уменьшения доли кислых почв во времени (R2=0,586) (рис. 13, приложение 5). 80,0 Доля кислых почв, % 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 y = -3,144x + 63,63 R² = 0,586 20,0 10,0 0,0 0 2 4 6 8 10 Циклы агрохимического обследования Рис. 13. Характер изменения доли кислых почв по циклам агрохимических обследований Кроме того, за годы наблюдений обнаружилась не только тенденция уменьшения сегмента кислых почв, но заметно изменилось кислых почв по отдельным группам (рис. 14, приложение 5). распределение 85 1971-1979 гг. 1965-1970 гг. 1% 1% 31% 35% сильнокислые сильнокислые среднекислые 64% слабокислые среднекислые 68% 1980-1985 гг. слабокислые 1986-1990 гг. 1% 1% 27% 30% сильнокислые сильнокислые среднекислые среднекислые слабокислые 72% 69% слабокислые 1996-2000 гг. 1991-1995 гг. 2% 2% 28% 30% сильнокислые сильнокислые среднекислые слабокислые 70% среднекислые 68% слабокислые 2006-2010 гг. 2001-2005 гг. 1% 2% 13% 21% сильнокислые сильнокислые среднекислые среднекислые слабокислые 77% слабокислые 86% Рис. 14. Изменение распределения кислых почв пашни Балтасинского района по степени кислотности по циклам агрохимического обследования (% от общей площади) 86 Как видно, в первом цикле обследования доля слабокислых почв составила 64 % от общей площади кислых почв, а доля средне- и сильнокислых почв соответственно - 35 и 1 %. По результатам последнего цикла обследования сегмент среднекислых почв уменьшился до 13 % при одновременном увеличении слабокислых почв до 86 %. В целом, среди кислых почв явно преобладают слабокислые и очень незначительную долю занимают сильнокислые почвы. В пахотных землях района полностью отсутствуют очень сильнокислые почвы. За годы наблюдений (1965-2010 гг.) средневзвешенная величина рН солевой вытяжки колебалась в пределах от 5,4 до 5,6, в связи с чем степень кислотности в два раза переходила от четвертой группы (слабокислая) к пятой группе (близкая к нейтральной) и один раз наблюдалось обратное (приложение 5). На рис. 15-18 иллюстрируется зависимость доли кислых почв от интенсивности применения средств химизации земледелия: насыщенность пашни минеральными и органическими удобрениями, площади фосфоритования и известкования. 80 70 % от пашни Доля кислых почв, 60 50 40 30 y = -0,054x + 55,65 R² = 0,105 20 10 0 0 50 100 150 200 250 Насыщенность пашни минеральными удобрениями, кг д.в./га Рис. 15. Зависимость площади кислых почв (доля от пашни) от насыщенности пашни минеральными удобрениями 87 Доля кислых почв, % от пашни 80 70 60 50 40 y = -0,7386x + 54,794 R² = 0,0142 30 20 10 0 0 2 4 6 8 10 Насыщенность пашни органическими удобрениями, т/га Рис. 16. Зависимость площади кислых почв (доля от пашни) от насыщенности пашни органическими удобрениями Доля кислых почв , % от пашни 60 50 40 y = 1,9167x + 48,225 R² = 0,0704 30 20 10 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Площади фосфоритования, тыс. га Рис. 17. Зависимость площади кислых почв (доля от пашни) от площади фосфоритования 88 70 Общая площадь известкования за цикл, тыс. га 60 50 40 30 y = 0,886x - 0,043 R² = 0,409 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Доля кислых почв, % от пашни Рис. 18. Зависимость общей площади известкования за цикл агрохимического обследования от площади кислых почв пашни Сопоставление изменений площадей кислых почв с насыщенностью пашни органическими и минеральными удобрениями показывает отсутствие статистически значимой линейной зависимости площадей кислых почв от уровня применения удобрений (рис. 15 и 16). Как видно, коэффициенты детерминации (R2) доли кислых почв от интенсивности применения органических и минеральных удобрений не превышали 0,10. Сравнение изменений площадей кислых почв с площадями фосфоритования по циклам агрохимического обследования (рис. 17) так же показывает отсутствие статистически значимой линейной зависимости площадей кислых почв от этого мелиоративного приема (R2=0,07). Следовательно, в условиях исследуемого района применение минеральных удобрений не приводило к однозначному подкислению, а органические удобрения и фосфоритование по отдельности существенно не повлияли на уменьшение площадей кислых почв. Основной причиной улучшения кислотного режима пахотных почв 89 исследуемого района представляется интенсивное известкование кислых почв в течение 45 лет. Зависимость доли кислых почв от общей площади известкования по циклам агрохимического обследования (рис. 18) указывает, что между этими показателями обнаруживается достаточно тесная положительная линейная корреляция (r=0,64). Таким образом, специалисты агрохимической службы и руководство муниципального образования достаточно определять необходимые объемы грамотно сумели известкования кислых своевременно почв адекватно складывающемуся кислотному режиму пахотных земель района, что стало причиной улучшения кислотного режима пахотных почв: уменьшения доли кислых почв и сегмента среднекислых почв среди них за счет увеличения слабокислых. 3.3.3. Фосфатный режим почв Важнейший агрохимический пахотных почв показатель эффективного плодородия - содержание в почвах подвижных форм фосфора. В производственных условиях на многих типах и подтипах почв именно обеспеченность почв подвижным фосфором очень часто оказывается лимитирующим фактором роста урожайности сельскохозяйственных культур. В связи с этим большой интерес представляет динамика содержания подвижных форм фосфора в пахотных почвах исследуемого района за наблюдаемый период. Материалы таблицы 11, рисунка 19 и приложения 6 свидетельствуют о том, что в начале анализируемого периода (1965-1970 гг.) обеспеченность почв района фосфором можно было оценить как низкая: средневзвешенное содержание подвижных форм фосфора в пахотном слое равнялось 46 мг/кг (по методу Кирсанова). Около 80 % почв пашни имели очень низкую и низкую обеспеченность подвижным фосфором, а почвы, имеющие высокую обеспеченность – только около 3 %. Итоги второго цикла агрохимического обследования (1971-1979 гг.) показали определенные положительные сдвиги в обеспеченности почв подвижными формами фосфора. 90 Таблица 11 Динамика распределения площадей пашни по обеспеченности подвижным фосфором в Балтасинском муниципальном районе Республики Татарстан по циклам агрохимического обследования Циклы обследования (годы) Показатели I (19651970 гг.) II (19711979 гг.) III (19801985 гг.) IV (19861990 гг.) V (19911995 гг.) VI (19962000 гг.) VII (20012005 гг.) VIII (20062010 гг.) Площадь, тысяч га Обследованная 79,4 79,0 79,1 79,1 78,4 77,8 75,6 70,6 24,3 11,9 2,1 0,1 0,1 0,0 0,4 0,2 -низкая 38,3 29,6 17,6 3,8 2,0 1,1 4,1 2,9 -средняя 9,5 22,5 37,3 32,4 25,1 15,7 21,9 23,6 -повышенная 4,2 7,3 9,8 20,1 21,9 19,3 22,4 21,2 -высокая 2,5 7,1 10,1 16,0 22,6 32,0 19,4 15,0 -очень высокая 0,6 0,6 2,2 6,7 6,7 9,7 7,4 7,7 площадь Степень обеспеченности: -очень низкая За период между двумя турами обследования площадь почв, имеющих очень низкое содержание фосфора, уменьшилась более чем в два раза при одновременном увеличении доли почв, обеспеченность которых оценивается как средняя, повышенная и высокая, соответственно в 2,4; 1,8 и 3,1 раза. Примерно такие же серьезные изменения в содержании подвижного фосфора произошли за годы III цикла обследования. Продолжалось ещѐ более заметное (1,7-5,8 кратное) уменьшение сегмента пашни, обеспеченность фосфором которого оценивается как очень низкая и низкая. На этом фоне происходило увеличение площадей пашни всех других групп. Так, доля почв, имеющих среднюю обеспеченность, увеличилась в 1,7 раза, повышенную и высокую – в 1,4 раза, очень высокую обеспеченность – в 3,5 раза. 91 1965-1970 гг. очень низкая 5% 3% 1% 12% 1971-1979 гг. 31% 9% низкая очень низкая 15% низкая 9% средняя средняя повышенная повышенная высокая высокая 48% 1% 28% 38% очень высокая 1980-1985 гг. 1986-1990 гг. очень низкая 3% 3% 13% 22% 10% 5% очень низкая низкая средняя 12% низкая средняя 20% повышенная 41% высокая очень высокая 47% 8% очень высокая 26% 1996-2000 гг. очень низкая 14% 1% очень низкая 20% низкая 32% низкая средняя средняя повышенная повышенная 29% высокая очень высокая 28% высокая 25% 41% 2001-2005 гг. 10% 11% очень низкая 4% низкая низкая 29% 26% 30% очень высокая 2006-2010 гг. очень низкая 5% повышенная высокая 1991-1995 гг. 3% очень высокая средняя 34% 21% средняя повышенная повышенная высокая высокая очень высокая 30% очень высокая Рис. 19. Изменение распределения почв пашни Балтасинского района по обеспеченности подвижным фосфором по циклам агрохимического обследования (% от общей площади) 92 Наибольшие темпы обогащения почвы подвижными формами фосфора обнаружились за период между третьим и четвертым циклами обследования. Яркой иллюстрацией тому является увеличение средневзвешенного содержания подвижного фосфора на 37 мг/кг. К этому сроку площадь низко обеспеченных почв сократилась, по сравнению с исходным показателем (1965-1970 гг.), в 10 раз. Доля почв, имеющих повышенное, высокое и очень высокое содержание подвижного фосфора, увеличилась соответственно в 2,0; 1,6 и 3,0 раза, благодаря чему больше половины пашни (54,1 %) перешло в IV-VI группы обеспеченности. Данные V цикла обследования демонстрировали дальнейшее улучшение фосфатного режима почвы. Оно происходило, главным образом, за счет перехода среднеобеспеченных фосфором почв в категорию высокообеспеченных. Максимальное содержание подвижного фосфора было достигнуто в VI цикле обследования (1996-2000 гг.), когда обеспеченность фосфором 41,1 % пахотных почв оценивалась как высокая, очень низко обеспеченные исчезли полностью, а доля высокообеспеченных почв возросла до 12,5 %. В последующих двух циклах обследования наблюдалась противоположная картина: происходило постепенное снижение обеспеченности почвы подвижным фосфором. Особенно резкое уменьшение содержания подвижного фосфора обнаружилось по результатам VII цикла обследования. Данное снижение обуславливалось 1,3-1,6 кратным сокращением площадей почв V-VI групп, и возрастание доли среднеобеспеченных почв (III группа). Итоги VIII цикла обследования также свидетельствуют о продолжающейся тенденции обеднения пахотных почв подвижными формами фосфора, хотя его темпы существенно замедлились. Данное ухудшение проявилось, прежде всего, в переходе части высокообеспеченных почв в категорию среднеобеспеченных, и в снижении средневзвешенного содержание подвижного фосфора на 3 мг/кг. Интегрированный показатель культур фосфором региона обеспеченности сельскохозяйственных – средневзвешенное содержание подвижного фосфора, ещѐ более наглядно демонстрирует характер динамики фосфатного режима за 45 лет (рис. 20, приложение 4). Содержание подвижного фосфора, мг/кг 93 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 y = 13,98x + 49,78 R² = 0,748 Содержание подвижного фосфора, мг/кг 0 1 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 7 8 9 y = -3,643x2 + 46,77x - 4,869 R² = 0,952 0 Содержание подвижного фосфора, мг/кг 2 3 4 5 6 Циклы агрохимического обследования 1 2 3 4 5 6 Циклы агрохимического обследования 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 7 8 9 y = 0,205x4 - 4,312x3 + 27,01x2 - 36,25x + 60,57 R² = 0,979 0 1 2 3 4 5 6 Циклы агрохимического обследования 7 8 9 Рис. 20. Характер изменения средневзвешенного содержания подвижного фосфора пахотных почв по циклам агрохимических обследований Судя по величине коэффициента детерминации (R2), для описания динамики изменения подвижного фосфора в пахотных почвах исследуемого района по циклам агрохимических обследований лучше подходит полиномиальное уравнение четвертой степени. Таким образом, с первого по шестые циклы обследования наблюдалось устойчивое повышение подвижного фосфора, благодаря чему по итогам VI цикла обследования средневзвешенное содержание фосфора достигло 160 мг/кг, то есть 94 произошло почти 3,5 кратное повышение подвижного фосфора. Однако в последующих двух циклах обследования началось снижение обеспеченности почвы подвижным фосфором. Особенно резкое понижение содержания подвижного фосфора обнаружилось по результатам VII цикла обследования. На рис. 21 представлены графики, отражающие зависимость средневзвешенного содержания подвижных форм фосфора в пахотных почвах района от уровня применения минеральных, органических удобрений и химических мелиорантов. Они четко свидетельствуют, что содержание подвижного фосфора в почве, в первую очередь, обуславливалось уровнем применения минеральных удобрений. Как видно, коэффициент детерминации (R2) средневзвешенного содержания подвижного фосфора от насыщенности пашни минеральными удобрениями за 45 лет составил 0,723, то есть коэффициент корреляции (r) равнялся 0,85, что, согласно шкале Чеддока, оценивается как высокая степень корреляции. Зависимость средневзвешенного содержания подвижного фосфора от насыщенности пашни минеральными удобрениями описывалась следующим уравнением: У = 0,559·х + 49,51, где х – средневзвешенная (2) насыщенность пашни минеральными удобрениями, кг д.в./га; у - средневзвешенное содержание подвижного фосфора в почве, мг/кг. Данный факт обуславливался, на наш взгляд, относительно высоким уровнем применения удобрений и химических мелиорантов, нормами внесения удобрений в годы интенсивной химизации (70-90 гг. истекшего века) и низкими коэффициентами использования фосфорных удобрений сельскохозяйственными культурами. Именно поэтому, как интенсивное повышение средневзвешенного содержания подвижных форм фосфора до VI цикла, так и его снижение в течение двух последних циклов агрохимического обследования хорошо согласуются с уровнем применения минеральных удобрений. Содержание подвижного фосфора, мг/кг 95 200 150 100 y = 0,5598x + 49,511 R² = 0,7235 50 0 0 50 100 150 200 Насыщенность пашни минеральными удобрениями, кг д.в./га 250 Содержание подвижного фосфора, мг/кг 200 150 y = -8,9838x + 176,98 R² = 0,136 100 50 0 Содержание подвижного фосфора, мг/кг 0 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 10 y = 1,1185x + 54,587 R² = 0,3939 0 Содержание подвижного фосфора, мг/кг 2 4 6 8 Насыщенность пашни органическими удобрениями, т/га 10 20 30 40 50 60 70 80 Внесено фосфора в составе минеральных, органических удобрений и фосфоритной муки, кг д.в./га 90 200 y = 1,9157x + 26,256 R² = 0,5753 150 100 50 0 0 10 20 30 40 50 Внесено известковых удобрений, тыс. т./год 60 70 Рис. 21. Зависимость средневзвешенного содержания подвижного фосфора от уровня применения минеральных, органических удобрений и химических мелиорантов. 96 Иная картина наблюдается во взаимоотношениях между обеспеченностью почвы подвижными формами фосфора и уровнем применения органических удобрений. Эта зависимость оказалась слабо отрицательной (R2=0,136), что, нельзя толковать, по нашему мнению, как негативное влияние органических удобрений на накопление подвижных форм фосфора в почве. Обнаруженное явление может быть объяснено двумя обстоятельствами. Во-первых, фосфор из органических удобрений меньше закрепляется почвой и лучше используется (по сравнению с минеральными удобрениями) сельскохозяйственными культурами; во-вторых, уменьшение применения органических удобрений совпало по времени с наибольшей насыщенностью пашни минеральными удобрениями, что, возможно, завуалировало положительное влияние органических удобрений на фосфатный режим почв. Вопреки ожиданиям, средневзвешенное содержание подвижного фосфора не так тесно коррелировало с суммарным количеством фосфора, внесенного в составе минеральных, органических удобрений и фосфоритной муки. Зависимость подвижного фосфора от этого показателя (R2=0,393) была менее значимой, чем от насыщенности пашни минеральными удобрениями (R2=0,723). Причиной тому, является, видимо, относительно небольшой период проведения фосфоритования и, отмеченное выше, разнонаправленность изменения интенсивности применения минеральных и органических удобрений. Обнаружилось достаточно интересное и не столь ожидаемое заметное влияние известкования на содержание подвижных форм фосфора. Как видно, теснота связи средневзвешенного содержания подвижного фосфора от количества известковых удобрений, внесенных в среднем за один год (R2=0,575), оказался выше, чем от суммы фосфора, поступившего в почву в составе удобрений и химических мелиорантов (R2=0,393). объяснено не только Данное обстоятельство может быть примерным совпадением динамики интенсивности применения минеральных и известковых удобрений, но и переходом фосфора в подвижное состояние по мере нейтрализации кислых почв. Таким образом, средневзвешенное содержание подвижного фосфора в 97 почвах района наиболее тесно зависело от насыщенности пашни минеральными удобрениями (r=0,85). 3.3.4. Калийный режим почв Калий один из абсолютно необходимых макроэлементов для всех растений. Вынос калия с урожаем постоянно больше, нежели фосфора, а нередко и азота. Оптимальное питание калием увеличивает крахмалистость и вкусовые свойства картофеля, сахаристость корнеплодов сахарной свеклы, скопление жира в семенах масличных культур, помимо прочего доводит до совершенства выполненность зерна злаковых культур. На почвах, особенно легкого гранулометрического состава, загрязненных радионуклидами, применение калийных удобрений понижает транслокацию радиоцезия в растения [Минеев В.Г., 1999]. В пахотных почвах района за 45 лет произошли заметные изменения в содержании подвижного калия (таблица 12, рисунок 22, приложение 7). Результаты первого тура агрохимического обследования пахотных почв показали, что 28,8 тыс. га или 36,3 % от обследованной площади имеют очень низкое и низкое содержание подвижного калия. На долю почв со средним содержанием калия пришлось 34,7 тыс. га или 43,6 %. Почвы с повышенным и высоким содержанием подвижного калия составили соответственно 14,7 и 5,4 %, а почвы с очень высоким содержанием калия отсутствовали. Средневзвешенное содержание подвижного калия в первый срок наблюдения составило 97 мг/кг, что соответствует средней степени обеспеченности. Результаты второго цикла обследования показали двукратное уменьшение доли почв с очень низким и низким содержанием калия за счет роста сегмента, прежде всего, среднеобеспеченных почв, благодаря чему средневзвешенное содержание выросло на 10 мг/кг, составив 107 мг/кг. В последующих двух циклах обследования средневзвешенное содержание подвижного калия также выросло на 10 и 11 мг/кг, в связи с чем почва перешла в следующую – повышенную группу обеспеченности (128 мг/кг). 98 Таблица 12 Динамика распределения площадей пашни по обеспеченности подвижным калием в Балтасинском муниципальном районе Республики Татарстан по циклам агрохимического обследования Циклы обследования (годы) Показатели I (19651970 гг.) II (19711979 гг.) III (19801985 гг.) IV (19861990 гг.) V (19911995 гг.) VI (19962000 гг.) VII (20012005 гг.) VIII (20062010 гг.) Площадь, тысяч га Обследованная 79,4 79,0 79,1 79,1 78,4 77,8 75,6 70,6 2,2 0,6 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 -низкая 26,6 13,0 10,4 9,1 2,9 5,9 3,4 6,8 -средняя 34,7 46,3 35,8 34,1 30,1 32,1 26,4 30,5 -повышенная 11,6 15,2 22,1 23,0 30,1 25,1 26,4 22,4 -высокая 4,3 3,9 7,6 10,0 12,2 10,7 10,7 8,2 -очень высокая 0,0 0,0 3,2 2,9 3,1 4,0 8,7 2,7 площадь Степень обеспеченности: -очень низкая За эти годы (1980-1990 гг.) исчезли почвы с очень низкой обеспеченностью, примерно в 1,4 раза уменьшилась доля низко- и среднеобеспеченных почв за счет роста сегмента почв, отнесенных к повышенной и высокой обеспеченности. В этот же период небольшая часть почв (около 4 % от пашни) перешла в VI группу обеспеченности (очень высокое содержание). Содержание подвижного калия в пятом цикле агрохимического обследования выросло до 139 мг/кг. В этот срок наблюдения доля почв, имеющих повышенное, высокое и очень высокое содержание суммарно составила 58 %, в то время как в первом цикле обследования сегмент таких почв равнялся 20 %. Таким образом, с первого по пятый циклы обследования устойчивое повышение обеспеченности почв калием. наблюдалось 99 1965-1970 гг. 1971-1979 гг. очень низкая 5% 3% 15% 5% 1% низкая 33% низкая 19% средняя средняя повышенная повышенная высокая высокая очень высокая 44% очень высокая 59% 1986-1990 гг. 1980-1985 гг. 10% 4% очень низкая 13% 4% 13% низкая 28% очень низкая 11% низкая средняя средняя повышенная повышенная высокая 45% очень высокая высокая 29% 43% 1991-1995 гг. 16% низкая 38% 5% 14% низкая средняя средняя повышенная повышенная очень высокая 41% 2006-2010 гг. очень низкая 4% 4% 35% очень низкая 9% 12% низкая 14% высокая очень высокая 32% 2001-2005 гг. 12% очень низкая 8% высокая 38% очень высокая 1996-2000 гг. очень низкая 4% 4% низкая средняя средняя повышенная повышенная высокая 35% очень низкая 16% очень высокая 32% 43% высокая очень высокая Рис. 22. Распределение площадей пашни по обеспеченности подвижным калием по циклам агрохимического обследования (% от обследованной пашни) 100 Дальнейшие изменения содержания скачкообразный характер: если в VI и VIII подвижного калия имели циклах наблюдалось снижение обеспеченности почв калием, то в VII цикле обнаружилось заметное повышение содержания подвижного калия. В целом, характер динамики содержания подвижного калия в почвах района Содержание подвижного калия, мг/кг (рис. 23) во многом сходен с таковым подвижного фосфора. 160 140 120 100 80 60 40 20 0 y = 5,7857x + 98,714 R² = 0,7182 0 1 2 3 4 5 6 Циклы агрохимического обследования 7 8 9 7 8 9 7 8 9 Содержание подвижного калия, мг/кг 160 140 120 100 y = -1,5x2 + 19,28x + 76,21 R² = 0,911 80 60 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 Циклы агрохимического обследования Содержание подвижного калия, мг/кг 160 140 120 100 80 y = -0,066x4 + 0,869x3 - 4,342x2 + 19,17x + 80,96 R² = 0,947 60 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 Циклы агрохимического обследования Рис. 23. Характер изменения средневзвешенного содержания подвижного калия пахотных почв по циклам агрохимических обследований 101 Если исходить из величин коэффициентов детерминации (R2), то для описания динамики изменения средневзвешенного содержания подвижного калия во времени наиболее подходящим следует признать полиномиальное уравнение четвертой степени. Вместе с тем, динамика содержания подвижных форм калия в пахотных почвах имеет и некоторые особенности. Во-первых, исходное содержание подвижного калия (97 мг/кг) в почвах района было в два раза выше, чем фосфора (46 мг/кг). Во-вторых, размеры варьирования содержания подвижного калия были примерно в два раза меньше колебаний фосфора. Например, если максимальное содержание подвижного фосфора превышало исходный уровень в 3,5 раза, то у калия аналогичное превышение составило только в 1,5 раза. В-третьих, повышение или понижение содержания подвижного калия в почвах по циклам обследования происходило не так стабильно и линейно, как у фосфора, а изменилось скачкообразно. Графики, представленные на рисунке 24, позволяют оценить влияние отдельных приемов химизации земледелия на изменение средневзвешенного содержания подвижного калия в пахотных почвах района. Среди исследованных показателей уровня применения средств химизации, наиболее действенное влияние на динамику обеспеченности почв подвижными формами калия оказала интенсивность применения минеральными удобрениями. Величина коэффициента детерминации (R2 = 0,659) указывает на наличие тесной зависимости содержания подвижного калия от насыщенности пашни минеральными удобрениями. Линейная зависимость между этими двумя показателями описывается уравнением: У= 0,225·x + 99,26, (3) где у – средневзвешенное содержание подвижного калия в почве, мг/кг; х – средневзвешенная насыщенность пашни минеральными удобрениями по циклам обследования, кг д.в./га. Другим фактором, оказавшим существенное влияние на динамику подвижного калия пахотных почв, оказались объемы известкования. Содержание подвижного калия, мг/кг 102 160 140 120 100 80 60 40 20 0 y = 0,2257x + 99,26 R² = 0,6593 0 50 100 150 200 250 Содержание подвижного калия, мг/кг Насщенность пашни минеральными удобрениями, кг д.в./га 160 140 120 100 80 60 40 20 0 y = -3,5189x + 149,91 R² = 0,117 Содержание подвижного калия, мг/кг 0 2 4 6 8 Насыщенность пашни органическими удобрениями, т/га 160 140 120 100 80 60 40 20 0 10 y = 0,4504x + 95,122 R² = 0,1315 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Содержание подвижного калия, мг/кг Внесено калия в составе минеральных и органических удобрений, кг д.в./га 160 140 120 100 80 60 40 20 0 y = 0,7625x + 90,324 R² = 0,5112 0 10 20 30 40 50 60 70 Внесено известковых удобрений, тыс. т./год Рис. 24. Зависимость средневзвешенного содержания подвижного калия от уровня применения удобрений и химических мелиорантов 103 Как видно, зависимость между годовым количеством внесенных известковых удобрений и средневзвешенным содержанием подвижного калия была достаточно тесной (R2=0,511) и положительной. Возможно, нейтрализация кислых почв способствовала переходу части почвенного калия в обменное состояние, а также сдерживала необменную фиксацию калия минеральных и органических удобрений. Вопреки ожиданиям, не удалось обнаружить тесной корреляции содержания подвижного калия почв от общего количества калия, внесенного в составе минеральных и органических удобрений (R2=0,131). отрицательной оказалась зависимость Кроме того, слабой и средневзвешенного содержания подвижного калия от насыщенности пашни органическими удобрениями (R2=0,117), хотя в почву калий в составе органических удобрений поступал больше, чем с минеральными удобрениями. Вероятнее всего, на количество подвижных форм калия заметное влияние оказали не только минеральные калийные удобрения, но и азотные, мобилизуя запасы самой почвы. Таким образом, наиболее существенное влияние на содержание подвижных форм калия в пахотных почвах исследуемого района оказали объемы известкования и насыщенность пашни минеральными удобрениями. 3.3.5. Содержание в почвах микроэлементов, тяжелых металлов и серы С 1996 года агрохимическая служба приступила к обследованию пашни Балтасинского муниципального района на содержание подвижных форм молибдена, бора и серы. Определение в почвах остальных микроэлементов (марганец, медь, цинк и кобальт) началось позднее - в 2001 г. В VI цикле (1996-2000 гг.) агрохимическое обследование на содержание микроэлементов было проведено только на площади 23,4 тыс. га, что составляет 30 % от общей площади (77,8 тыс. га) пашни (табл.13). В последующих циклах определение серы и микроэлементов проводилось на всей обследованной площади. 104 Таблица 13 Распределение площади пашни Балтасинского муниципального района Республики Татарстан по степени обеспеченности подвижными формами микроэлементов и серы Циклы обследования, (годы) VI (1996-2000 гг.) VII (2001-2005 гг.) VIII (2006-2010 гг.) Обследованная площадь, тыс. га Степень обеспеченности низкая средняя высокая тыс. тыс. тыс. % % % га га га Молибден Средневзвешенное содержание, мг/кг 23,4 75,6 2,4 28,3 10,3 37,4 12,2 45,1 52,1 59,7 8,8 2,2 37,6 2,9 0,18 0,14 70,6 26,4 37,4 42,2 59,7 2,0 2,9 0,14 Бор VI (1996-2000 гг.) VII (2001-2005 гг.) VIII (2006-2010 гг.) 23,4 75,6 2,9 6,0 12,4 7,9 14,2 34,0 60,7 45,0 6,3 35,6 26,9 47,1 0,54 0,59 70,6 5,6 7,9 31,8 45,1 33,2 47,0 0,59 Марганец VII (2001-2005 гг.) VIII (2006-2010 гг.) 75,6 0 0 0 0 75,6 100,0 70,1 70,6 0 0 0 0 70,6 100,0 70,1 Медь VII (2001-2005 гг.) VIII (2006-2010 гг.) 75,6 0 0 0 0 75,6 100,0 3,4 70,6 0 0 0 0 70,6 100,0 3,4 Цинк VII (2001-2005 гг.) VIII (2006-2010 гг.) 75,6 33,5 44,3 29,2 38,9 12,7 16,8 3,1 70,6 31,3 44,3 27,5 39,0 11,8 16,7 3,1 Кобальт VII (2001-2005 гг.) VIII (2006-2010 гг.) 75,6 15,1 20,0 58,7 77,6 1,8 2,4 1,5 70,6 14,1 20,0 54,8 77,6 1,7 2,4 1,5 Сера VI (1996-2000 гг.) VII (2001-2005 гг.) VIII (2006-2010 гг.) 23,4 75,6 17,3 23,8 73,9 31,5 5,5 39,7 23,5 52,5 0,6 12,1 2,6 16,0 6,8 8,5 70,6 22,2 31,5 37,1 52,5 11,3 16,0 8,5 105 Данное обстоятельство создает, на наш взгляд, определенные трудности при сравнении результатов данного цикла с результатами последующих циклов обследования. Возможно, именно этим обусловлено существенное различие распределения площади почв по обеспеченности молибденом, бором и серой в VI и VII циклах агрохимического обследования. Так, в VII цикле обследования доля почв, имеющих низкое содержание молибдена, в 3,6 больше, чем в VI цикле, а сегмент с высоким содержанием - почти в 13 меньше. Подобные же заметные отличия имеются в распределении пашни между VI и VII циклами по обеспеченности подвижным бором и серой. Как видно, в VII цикле обследования доля почв с высоким содержанием бора и серы примерно в 1,8 и 6,1 раза больше, чем в предыдущем туре обследования. Сравнение материалов VII и VIII циклов обследования показывает отсутствие каких-либо заметных изменений в распределении почв пашни района по обеспеченности подвижными формами не только молибдена и бора, но и всех остальных микроэлементов и серы. Исходя из этого, можно сделать важный вывод о том, что применение органических, минеральных удобрений и химических мелиорантов в течение указанного времени не привело к изменениям содержания в почвах района подвижных форм микроэлементов и серы. В приложении 8 дана градация почв по содержанию подвижных форм микроэлементов и серы. Судя по средневзвешенному содержанию, почвы пахотных земель исследуемого района высоко обеспечены марганцем (70,1 мг/кг), медью (3,4 мг/кг) и среднеобеспеченны - молибденом (0,14 мг/кг), бором (0,59 мг/кг), цинком (3,1 мг/кг), кобальтом (1,5 мг/кг) и серой (8,5 мг/кг). Сравнивая приведенные отметить, что почвы данные с общереспубликанскими, можно района по обеспеченности микроэлементами (за исключением марганца и меди) республиканских показателей и серой существенно не отличаются от (приложение 9). Только по содержанию подвижных форм марганца и меди почвы района обеспечены лучше, чем почвы республики в целом. 106 Если попытаться оценить нуждаемость почв в микроэлементах и сере по распространенности низко обеспеченных почв, то пахотные земли района в первую очередь нуждаются во внесении цинк-, молибден- и серосодержащих удобрений. Как видно, сегмент почв, содержащих низкое содержание подвижных форм цинка, молибдена и серы, в VIII цикле обследования составили соответственно 44,3; 37,4 и 31,5 %. На значительной площади вполне может быть эффективным внесение под требовательные сельскохозяйственные культуры бори кобальтсодержащих удобрений, так как соответственно 8 и 20 % почв имеют низкую, а 45 и 78 % - среднюю обеспеченность этими микроэлементами. Обследование почв района на содержание тяжелых металлов также начато в 1996 г. Средневзвешенное валовое содержание тяжелых металлов за последние три цикла агрохимического обследования приведено в таблице 14. Таблица 14 Валовое содержание тяжелых металлов в почвах Балтасинского муниципального района Республики Татарстан Средневзвешенное содержание солей Обследованная Цикл обследования тяжелых металлов в почвах, мг/кг площадь, тыс. (годы) га медь цинк свинец ртуть кадмий VI (1996-2000 гг.) 23,4 10,9 29,4 11,9 0,002 0,30 VII (2001-2005 гг.) 75,6 15,8 42,7 6,9 0,013 0,42 VIII (2006-2010 гг.) ПДК 70,6 15,8 42,7 6,9 0,013 0,42 55,0 100,0 32,0 2,1 2,0 За последние десять лет (2000-2010 гг.) содержание тяжелых металлов не изменилось. Некоторое различие валового содержания тяжелых металлов, обнаруживаемое сравнивая результаты VI и VII циклов обследования, возможно, обусловлено неполным объемом выборки в первый срок наблюдения. Как уже отмечалось, в VI туре было обследовано лишь 30 % пахотных земель района. Отрадно то, что средневзвешенное содержание всех изученных тяжелых металлов ниже ПДК. Вместе с тем, фактическое содержание цинка и меди ниже ПДК только в 2,3-3,5 раза, а свинца и кадмия – 4,6-4,8 раза. Кроме того, если рост 107 валового содержания тяжелых металлов, обнаруженный по результатам VI и VII туров, обусловлен не недостаточным охватом обследования пахотных земель, а отражает действительную реальность, то это указывает на наличие неблагоприятной тенденции повышения содержания четырех тяжелых металлов из пяти. Только содержание ртути не вызывает особой тревоги, так как его валовое содержание более чем в 160 раз ниже ПДК. Таким образом, обеспеченностью почвы подвижными пашни района формами характеризуются марганца, меди и высокой средней обеспеченностью подвижными формами молибдена, цинка, кобальта, бора и серы. Судя по площадям низко обеспеченных почв, пахотные земли района относительно хуже обеспечены подвижными формами цинка (44,3 %), молибдена (37,4 %), серы (31,5 %) и кобальта (20,0 %). Следовательно, именно от внесения этих микроэлементов в составе удобрений следует ожидать наибольшую отдачу. Валовое содержание всех изученных тяжелых металлов в пахотных почвах района ниже ПДК. Применение удобрений и химических мелиорантов в течение последних 10 лет не привело к значительным изменениям содержания подвижных форм микроэлементов, серы и валового содержания тяжелых металлов. 3.4. Влияние удобрений, химических мелиорантов, свойств почвы и метеорологических условий на урожайность сельскохозяйственных культур 3.4.1.Структура посевных площадей и динамика урожайности сельскохозяйственных культур Исходной информационной базой, как для проектирования, так и для анализа существующей системы удобрения в хозяйстве, служит структура посевных площадей и система севооборотов. 108 Структура посевных площадей – это соотношение площади посевов сельскохозяйственных культур и чистого пара, выраженная в процентах к общей площади пашни [Баздырев Г.И. и др., 2002]. Структура посевных площадей является основой системы севооборотов главного звена современных систем земледелия. Структура посевных площадей и система севооборотов как основополагающие звенья системы земледелия имеют тесные прямые и обратные связи со всеми другими звеньями системы земледелия. Материалы VIII цикла агрохимического обследования (2005-2010 гг.) показали, что сельскохозяйственные угодья района занимают 85,60 тыс. га, из них пашня – 70,62 тыс. га. Это наименьшая площадь пашни за все годы существования агрохимической службы (рис. 25, приложение 10). За последние 45 лет (1965-2010 гг.) пашня сократилась на 8779 га, несмотря на это распаханность сельхозугодий остается высокой и составляет 82,5 %. 82000 Площадь пашни, га 80000 78000 76000 y = -989,65x + 81834 R² = 0,655 74000 72000 70000 0 1 2 3 4 5 6 Циклы агрохимических обследований 7 8 9 Рис. 25. Динамика изменения площади пашни по циклам агрохимического обследования В исследуемом районе возделываются озимые (пшеница, рожь) и яровые (пшеница, ячмень, овес) зерновые, зернобобовые (горох, вика), однолетние и многолетние травы, пропашные культуры (картофель, силосные, кормовые корнеплоды). Среди озимых зерновых культур в районе большие посевные 109 площади занимает озимая рожь, среди яровых зерновых культур – ячмень и пшеница, а у зернобобовых культур – горох. Наибольшие площади среди кормовых культур отведены многолетним травам. В I цикле агрохимического обследования (1965-1970 гг.) зерновые культуры занимали 47,9 % пашни, кормовые культуры - 26,3 % (рис. 26, приложение 10). I цикл (1965-1970 гг.) 8,10% 0,80% 0,50% 11,20% Чистый пар Озимые зерновые 7,00% Яровые зерновые Зернобобовые Картофель 10,40% 24,30% Многолетние травы Однолетние травы Силосные 3,70% Кормовые корнеплоды Прочие культуры 10,40% 23,60% VIII цикл (2006-2010 гг.) 0,10% 6,00% 9,80% Чистый пар Озимые зерновые 14,80% 10,90% Яровые зерновые Зернобобовые Картофель Многолетние травы 6,50% Однолетние травы Силосные 23,20% Кормовые корнеплоды Прочие культуры 23,10% 2,00% 3,60% Рис. 26. Структура посевных площадей в I и VIII циклах агрохимического обследования почв в Балтасинском муниципальном районе РТ 110 С тех пор в динамике посевных площадей произошли значительные изменения. В VIII цикле обследования (2006-2010 гг.) доля зерновых уменьшилась до 34,1 %, а доля кормовых возросла до 44,5 %. Более наглядно динамика изменения площадей отдельных групп культур и чистого пара иллюстрируется на рисунке 27 и приложении 10. В структуре посевных площадей за 45 лет клин яровых зерновых культур существенно не изменился, хотя был подвержен определенным колебаниям по циклам обследования. Внутри этой группы происходило уменьшение площади овса, при росте доли яровой пшеницы и ячменя. Происходило постепенное и более чем двукратное сокращение площадей озимых зерновых культур, и при этом отношение ко ржи и пшенице оказалось совершенно противоположным. Если площади озимой пшеницы за исследуемый период увеличились в 4 раза, то площади озимой ржи уменьшились в 3,5 раза. В районе примерно десятая часть пашни отводится под чистый пар, и уменьшение его доли во времени было не столь существенным (приложение 10). В связи с этим, особенно за годы последних двух циклов агрохимического обследования (2000-2010 гг.), озимые культуры чаще стали возделывать по чистому пару. За наблюдаемый период весьма существенно сократились площади, отводимые под картофель (в 1,9 раза), зернобобовые культуры (в 2,9 раза) и кормовые корнеплоды (в 6,5 раза). Доля площадей однолетних трав вместе с озимой рожью, возделываемой на зеленый корм, составила примерно 7-11 % от пашни и по циклам агрохимического обследования изменилась скачкообразно. Увеличение доли кормовых культур в основном происходило за счет роста площадей силосных культур (кукуруза, подсолнечник, кормосмеси) и многолетних трав. Следует отметить, что исследуемый муниципальный район является лидером республики по возделыванию многолетних трав. Заслуживающим внимания явлением в динамике посевных площадей следует рассматривать, на наш взгляд, увеличение доли кормовых бобовых культур. За период с 1965 по 1990 гг. удельный вес бобовых культур (горох, вика, 111 Яровые зерновые Озимые зерновые 24 25 20 15 10 y = -2,2738x + 29,807 R² = 0,8489 5 Доля в пашне, % Доля в пашне, % 30 0 23 22 21 20 19 0 5 10 Циклы агрохимического обследования 0 Зернобобовые культуры 10 8 6 4 y = -1,056x + 11,614 R² = 0,8423 2 4 y = -0,2583x + 4,125 R² = 0,9104 3 2 1 0 0 0 0 5 10 Циклы агрохимических обследований 5 10 Циклы агрохимических обследований 25 y = 1,9333x + 5,7 R² = 0,809 20 15 10 Однолетние травы Доля в пашне, % Доля в пашне, % Многолетние травы 12 10 8 6 y = 0,0155x + 8,2929 R² = 0,0005 4 5 2 0 0 0 0 5 10 Циклы агрохимических обследований Силосные культуры y = 0,931x + 6,5607 R² = 0,8541 16 14 12 10 8 6 4 2 0 5 10 Циклы агрохимических обследований Кормовые корнеплоды 1,2 Доля в пашне, % Доля в пашне, % 5 10 Циклы агрохимического обследования Картофель 5 Доля в пашне, % 12 Доля в пашне, % y = -0,0917x + 22,175 R² = 0,0203 1 0,8 0,6 y = -0,1024x + 1,2107 R² = 0,5369 0,4 0,2 0 0 5 10 Циклы агрохимических обследований 0 5 10 Циклы агрохимических обследований Рис. 27. Динамика изменения площадей отдельных групп культур по циклам агрохимических обследований 112 чистые и смешанные посевы однолетних и многолетних трав) колебался в пределах 27,2-27,8 % от площади пашни. С начала 90-х годов прошлого века до 2010 г. происходило постепенное расширение посевных площадей бобовых культур, в основном за счет многолетних трав. Так, если в среднем в 1991-1995 гг. бобовые культуры занимали 30,5 % пашни, то в 2006-2010 гг. – 33,2 %. Динамика урожайности сельскохозяйственных культур по циклам агрохимического обследования представлена в таблицах 15, 16 и приложении 11. За исследуемый период урожайность основных зерновых культур (озимая рожь, озимая и яровая пшеница, ячмень, овес) существенно выросла. Так, если в 19651970 гг. средняя урожайность зерновых культур по району равнялась 1,16 т/га, то в 2001-2005 гг. она достигла своего максимума - 4,86 т/га, то есть урожайность за указанный период выросла в 3,7 раза. Особенно заметный рост урожайности - на 1,06 и 1,32 т/га за каждую пятилетку, происходил соответственно в 1991-1995 и 2001-2005 гг. На наш взгляд, такой резкий рост урожайности зерновых культур в начале 90-х годов в значительной мере был обусловлен отчетливым ростом применения удобрений, а в начале 21 века этому способствовали, в первую очередь, весьма благоприятные погодные условия того периода. Огромное влияние погодных условий на урожайность подтвердилось и резкими колебаниями урожайности в течение последних лет. Средняя урожайность зерновых в среднем за годы 8-ого цикла обследования (2005-2010 гг.) снизилась, по сравнению с урожаями предыдущей пятилетки, на 1,12 т/га и составила 3,74 т/га. Это снижение было обусловлено, главным образом, сильнейшей засухой 2010 года, когда средняя урожайность зерновых составила только 0,92 т/га. Сопоставление средней урожайности зерновых за первые и последние два цикла обследования почв (1,19 и 4,30 т/га) позволяет, на наш взгляд, сглаживать влияние погодных условий и примерно рассчитать среднегодовые темпы роста урожайности за весь период наблюдений. Несложные расчеты показывают, что за 45 лет урожайность зерновых культур возросла в 3,61 раза, при росте урожайности около 69 кг зерна в год. 113 Таблица 15 Динамика и вариабельность урожайности зерновых и зернобобовых культур в условиях Балтасинского района РТ в 1965-2010 гг. (т/га) Показатели Озимая пшеница Озимая рожь Яровая пшеница Lim M±m V, % 0,83÷1,59 1,27±0,11 21 Lim M±m V, % 0,67÷2,65 1,42±0,24 51 Lim M±m V, % 0,76÷2,68 1,91±0,35 41 Lim M±m V, % 1,40÷5,17 3,00±0,69 1,51÷2,58 1,85±0,19 0,89÷3,66 2,06±0,51 1,16÷3,33 2,16±0,45 51 23 55 47 Ячмень Овес Горох Вика 1,13÷1,68 1,34±0,08 14 0,82÷1,86 1,46±0,17 29 0,25÷1,55 0,77±0,14 54 0,22÷1,95 0,88±0,18 63 0,61÷1,80 1,37±0,20 33 0,34÷2,17 1,57±0,32 46 0,84÷3,54 2,00±0,47 0,59÷2,54 1,64±0,38 0,41÷2,96 1,64±0,50 53 51 68 I цикл обследования (1965-1970 гг.) 0,84÷1,19 1,03±0,06 14 0,61÷1,48 0,96±0,14 35 0,75÷1,77 1,22±0,15 30 0,95÷1,96 1,31±0,16 31 II цикл обследования (1971-1979 гг.) 0,51÷2,05 1,21±0,17 43 0,75÷1,95 1,14±0,12 33 0,69÷1,56 1,24±0,09 22 0,59÷1,67 1,19±0,10 25 III цикл обследования (1980-1985 гг.) 1,02÷1,75 1,45±0,12 19 0,85÷3,33 2,24±0,40 40 0,85÷2,63 1,90±0,29 34 0,75÷2,81 2,30±0,39 38 IV цикл обследования (1986-1990 гг.) V цикл обследования (1991-1995 гг.) Lim M±m V, % 2,16÷4,25 1,87÷4,22 1,86÷5,63 1,89÷5,67 1,45÷5,35 0,90÷2,91 1,40÷3,46 3,04±0,40 30 3,07±0,48 35 3,55±0,64 40 3,63±0,63 39 3,24±0,63 43 1,93±0,42 49 2,58±0,38 33 Lim M±m V, % 1,41÷4,02 2,73±0,43 35 1,51÷3,83 2,44±0,40 37 2,51÷4,30 3,19±0,33 23 VI цикл обследования (1996-2000 гг.) 3,00÷4,30 3,34±0,24 16 1,56÷6,03 3,37±0,78 51 3,13÷5,47 4,06±0,50 28 2,89÷5,86 4,16±0,60 32 VII цикл обследования (2001-2005 гг.) Lim M±m V, % 3,23÷6,27 1,98÷5,19 4,65÷5,94 4,77÷6,07 4,84÷6,03 2,79÷3,35 4,15±0,57 3,91±0,54 5,25±0,24 5,58±0,23 5,34±0,22 3,01±0,09 3,72÷5,08 4,35±0,23 31 31 10 9 9 7 12 Lim M±m V, % 0,92÷4,68 1,02÷4,18 0,67÷4,81 1,06÷6,26 1,00÷5,59 0,72÷3,31 0,87÷4,09 3,45±0,66 3,28±0,58 3,27±0,78 4,48±0,90 4,11±0,87 2,21±0,47 2,85±0,61 43 40 53 45 47 48 48 V, % 35 37 40 VIII цикл обследования (2006-2010 гг.) I - VIII циклы обследования (1965-2010 гг.) 28 40 32 35 114 Таблица 16 Многолетние травы на сено Многолетние травы на з.к. 7,5÷15,0 3,8÷11,1 0,89÷1,77 5,0÷8,7 1,30÷1,62 5,2÷8,3 10,8±0,9 11,5±1,6 11,9±1,0 6,0±1,1 1,23±0,15 6,3±0,54 1,52±0,05 6,4±0,44 21 33 21 46 30 21 8 17 Однолетние травы на з.к. Однолетние травы на сено Кормовые корнеплоды 7,5÷18,2 Силосные культуры Картофель Lim M±m V, % 6,6÷12,9 Кукуруза на силос Показатели Динамика и вариабельность урожайности картофеля и кормовых культур в условиях Балтасинского района РТ в 1965-2010 гг. (т/га) I цикл обследования (1965-1970 гг.) II цикл обследования (1971-1979 гг.) Lim M±m V, % 3,9÷16,7 4,6÷62,9 4,4÷16,2 3,7÷16,5 1,38÷2,56 3,1÷12,7 0,51÷3,30 3,1÷24,2 9,7±1,5 31,2±6,8 11,6±1,3 8,9±1,5 1,81±0,13 7,4±1,0 2,06±0,33 12,4±2,8 47 65 33 52 22 41 48 68 III цикл обследования (1980-1985 гг.) Lim M±m V, % 6,7÷13,2 55,2÷94,1 14,0÷32,8 10,1÷21,4 2,07÷3,99 6,2÷16,4 1,33÷4,44 12,3÷32,7 10,4±1,2 74,7±6,4 21,9±3,4 17,5±2,0 2,96±0,31 11,8±1,6 3,33±0,52 24,2±3,6 27 19 35 25 23 31 35 33 IV цикл обследования (1986-1990 гг.) Lim M±m V, % 10,2÷18,0 51,1÷91,3 15,0÷30,1 11,4÷24,6 1,49÷4,82 10,5÷22,3 2,70÷4,74 15,4÷33,1 12,7±1,4 68,2±7,7 23,4±2,6 19,5±2,3 3,40±0,54 15,6±2,1 4,16±0,38 25,0±2,9 25 25 25 26 35 29 20 26 V цикл обследования (1991-1995 гг.) Lim M±m V, % 9,8÷15,9 20,3÷49,0 13,1÷22,2 16,7÷20,3 2,41÷3,87 10,6÷15,3 3,17÷4,79 18,8÷29,6 13,0±1,2 37,8±5,2 16,7±1,6 18,2±0,67 3,13±0,29 13,3±0,83 3,91±0,29 22,8±1,9 20 30 22 8 21 14 17 19 Lim M±m V, % 10,3÷14,0 24,1÷52,0 18,2÷27,5 15,8÷20,2 2,68÷3,66 10,8÷15,3 3,44÷4,74 16,7÷21,4 12,7±0,71 38,8±4,7 21,2±1,6 18,5±0,80 3,17±0,20 13,1±0,97 3,93±0,23 19,5±0,77 12 27 17 10 14 17 13 9 VI цикл обследования (1996-2000 гг.) VII цикл обследования (2001-2005 гг.) Lim M±m V, % 11,9÷19,3 35,4÷67,7 18,4÷41,0 15,2÷19,4 2,96÷4,04 11,1÷15,7 3,86÷4,46 17,6÷22,5 15,1±1,5 46,9±5,6 27,4±4,0 18,0±0,74 3,50±0,22 13,5±1,0 4,17±0,11 20,5±0,81 22 27 32 9 14 17 6 9 VIII цикл обследования (2006-2010 гг.) Lim M±m V, % 10,8÷32,0 37,0÷63,9 9,54÷33,9 14,3÷18,3 2,54÷3,46 10,2÷14,6 2,21÷4,24 16,8÷21,5 20,9±3,4 51,7±5,8 21,5±3,9 17,0±0,7 3,00±0,19 12,5±0,92 3,64±0,39 19,6±0,77 37 25 41 9 14 17 24 9 21 23 I - VIII циклы обследования (1965-2010 гг.) V, % 26 31 28 23 22 23 115 Рост урожайности зернобобовых культур (гороха, вика), кормовых корнеплодов, кукурузы на силос и картофеля, многолетних и однолетних трав за эти годы оказался не столь резким. За весь период наблюдений урожайность зернобобовых культур увеличилась в 2,71 раза (43 кг зерна в год), кормовых корнеплодов, кукурузы и картофеля соответственно в 2,31; 2,11 и 1,76 раза. Урожайность однолетних и многолетних трав (бобово-злаковые смеси и бобовые) выросла примерно в 2,16 раза (42 кг сена в год). Наиболее наглядно рост урожайности всех культур иллюстрируется на рисунке 28, где представлена продуктивность пашни в пересчете в зерновые единицы с использованием соответствующих переводных коэффициентов. 5 4,41 Продуктивность пашни, т/га зерновых единиц 4,5 y = 0,4417x + 0,78 R² = 0,8965 4 3,9 3,6 3,5 3 2,73 2,45 2,41 2,5 2 1,47 1,5 1,17 1 0,5 0 (1965-1970 (1971-1979 (1981-1985 (1986-1990 (1991-1995 (1996-2000 (2001-2005 (2006-2010 гг.) гг.) гг.) гг.) гг.) гг.) гг.) гг.) I II III IV V VI VII VIII Циклы обследования (годы) Рис. 28. Динамика продуктивности пашни Балтасинского района РТ по циклам агрохимических обследований 116 Результаты статистической обработки урожайных данных свидетельствуют о сильном варьировании урожайности всех культур, как внутри каждого цикла, тем более за весь 45-летний период наблюдения. Наибольшие усредненные коэффициенты вариации урожайности (V) для всех культур обнаружились во втором и четвертом циклах обследования (37-45%), а наименьшие (16-23 %) – в шестом и седьмом циклах. Интересно то, что вариабельность урожайности в некоторой степени коррелировала с насыщенностью пашни минеральными удобрениями. Обнаруженная отрицательная корреляция между вариабельностью урожайности и уровнем применения минеральных удобрений (r= -0,42) свидетельствует о том, что применение удобрений снижает сильное колебание урожайности по годам и несколько повышает устойчивость растениеводческой отрасли (приложение 12). Колебания урожайности отдельных групп сельскохозяйственных культур в течение того или иного цикла обследования показывает, на наш взгляд, ответную реакцию растений, прежде всего, на складывающиеся метеорологические и агротехнические условия в период вегетации. весь 45-летний период по отдельным Усредненные коэффициенты за сельскохозяйственным культурам колебались от 21-23 (многолетние и однолетние травы, силосные культуры) до 3740 (яровая пшеница, горох, вика). Следовательно, можно предположить, что более устойчивыми к колебаниям внешних условий оказались многолетние, однолетние травы и силосные культуры, а наиболее уязвимыми – яровая пшеница, горох и вика, возделываемые на зерно. Усредненные коэффициенты вариации урожайности отдельных культур также указывают на то, что из двух озимых зерновых культур в условиях района наиболее стабильные урожаи дала озимая рожь (V=28 %), нежели озимая пшеница (V=35 %). В свою очередь, озимая пшеница оказалась более устойчивой, чем яровая пшеница. Кроме того, урожайность кормовых культур (V=21-31%) подвержена колебаниям в меньшей степени, чем урожайность зерновых и зернобобовых культур (V=28-40 %) . Таким образом, в условиях исследуемого района более стабильные урожаи по годам обеспечивали многолетние, однолетние травы и силосные культуры, а 117 наибольшую уязвимость к внешним условиям проявили яровая пшеница, горох и вика, урожайность которых наиболее существенно варьировала по годам. Несмотря на это, четко проявилось тенденция постепенного повышения урожайности всех культур: за наблюдаемый период (1965-2010 гг.) урожайность всех сельскохозяйственных культур выросла в 1,76-3,61 раза. Наибольшие темпы роста были характерны для основных зерновых и зернобобовых культур. 3.4.2. Корреляция урожайности сельскохозяйственных культур с уровнем применения удобрений и химических мелиорантов Статистическая обработка урожайных данных за 45 лет показала весьма существенное влияние уровня применения минеральных удобрений на урожайность всех сельскохозяйственных культур (табл. 17, рис. 29). Линии тренда зависимости урожайности культур от насыщенности пашни минеральными удобрениями указывают на наличие положительной и достаточно тесной корреляции между этими показателями (рис.28). Рост уровня применения удобрений сопровождался повышением урожайности, хотя теснота этой зависимости была неодинаковой для различных сельскохозяйственных культур: коэффициенты корреляции урожайности культур от насыщенности пашни минеральными удобрениями (r) колебались от 0,21 до 0,89. Наиболее тесно от уровня применения минеральных удобрений коррелировалась урожайность многолетних, однолетних трав и силосных культур (кроме кукурузы). Согласно шкале Чеддок, теснота корреляции урожайности этих культур от насыщенности пашни минеральными удобрениями оценивается как высокая (r= 0,83÷0,89). Вторую группу составили такие культуры как озимая и яровая пшеница, озимая рожь, кукуруза на силос, у которых зависимость урожайности от насыщенности пашни минеральными удобрениями оценивается как заметная (r= 0,55÷0,64). 118 Таблица 17 Корреляция урожайности сельскохозяйственных культур от уровня применения минеральных удобрений по циклам агрохимических обследований (1965-2010 гг.) Коэффициенты корреляции (r) между урожайностью и Культуры насыщенностью пашни минеральными удобрениями NРК азот (N) фосфор (Р) калий (К) 0,89*** 0,91**** 0,82*** 0,79*** 0,89*** 0,92**** 0,81*** 0,79*** 0,87*** 0,90*** 0,80*** 0,77*** 0,85*** 0,88*** 0,78*** 0,75*** 0,83*** 0,85*** 0,77*** 0,75*** 0,64** 0,72*** 0,53** 0,52** 0,59** 0,67** 0,48* 0,47* 0,57** 0,61** 0,51** 0,47* 0,55** 0,60** 0,50* 0,43* 0,49* 0,58** 0,38* 0,36* 0,48* 0,54** 0,42* 0,37* 0,48* 0,52** 0,42* 0,39* 0,47* 0,55** 0,37* 0,34* Вика 0,43* 0,48* 0,38* 0,33* Картофель 0,21 0,42* -0,02 -0,01 Однолетние травы на з/к Многолетние травы на сено Силосные культуры Однолетние травы на сено Многолетние травы на з/к Озимая пшеница Озимая рожь Яровая пшеница Кукуруза на силос Ячмень Горох Кормовые корнеплоды Овес Прим.: * - по шкале Чеддока умеренная корреляция (r=0,31-0,50); ** - заметная корреляция (r=0,51-0,70); *** - высокая корреляция (r=0,71-0,90); **** - весьма высокая корреляция (г=0,91-1). 119 Озимая рожь 2 0 50 Урожайность т/га 150 Ячмень 6 4 200 y = 0,0135x + 1,5004 R² = 0,2454 0 50 Уррожайность, т/га 4 100 150 Горох 3 200 y = 0,0058x + 1,1767 R² = 0,2339 1 0 50 100 150 200 y = 0,16x + 26,908 R² = 0,231 0 200 300 200 250 y = 0,0117x + 1,617 R² = 0,2192 2 0 50 100 150 200 250 Картофель 30 y = 0,012x + 11,974 R² = 0,0436 20 10 0 0 50 100 150 200 250 Кукуруза на силос 20 y = 0,0511x + 13,585 R² = 0,3075 10 0 0 50 100 150 200 250 Многолетние травы на сено Однолетние травы на сено 5 3 2 150 4 0 Урожайность, т/га Урожайность, т/га 4 100 100 Овес 30 40 0 50 6 250 60 20 0 0 Кормовые корнеплоды 80 2 250 2 0 4 250 2 0 Урожайность, т/га 100 y = 0,0135x + 1,1931 R² = 0,3263 Урожайность, т/га 0 Урожайность, т/га 4 Урожайность, т/га y = 0,0111x + 1,1356 R² = 0,3471 Яровая пшеница 6 Урожайность, т/га Урожайность, т/га 6 y = 0,0115x + 1,4847 R² = 0,7177 1 4 3 2 y = 0,0149x + 1,6243 R² = 0,7916 1 0 0 0 50 100 150 200 Насыщенность пашни минеральными удобрениями, кг д.в./га 250 0 100 200 300 Насыщенность пашни минеральными удобрениями, кг д.в./га Рис. 29. Корреляция урожайности культур от насыщенности пашни минеральными удобрениями по циклам обследования (1965-2010 гг.) 120 В третью группу можно объединить культуры, корреляция урожайности которых от уровня применения минеральных удобрений была умеренной (r=0,43÷0,49). Такими оказались ячмень, овес, горох, вика и кормовые корнеплоды. Единственной культурой, зависимость урожайности которой от насыщенности пашни минеральными удобрениями была слабой предстал картофель. (r=0,21), Видимо, на урожайность картофеля сильное влияние оказали новые сорта, средства защиты растений и технологии возделывания, которые за годы наблюдений существенно менялись. В составе минеральных удобрений наибольшее влияние на урожайность всех культур без исключения оказали азотные удобрения, наименьшее – калийные, а фосфорные удобрения занимают промежуточное положение. Например, коэффициенты корреляции урожайности яровой пшеницы от насыщенности пашни азотными, фосфорными и калийными удобрениями равнялись соответственно 0,61; 0,51 и 0,47. Интересно, что теснота корреляции урожайности от уровня применения азотных удобрений была выше, чем от насыщенности пашни минеральными удобрениями, то есть от суммы азота, фосфора и калия. В частности, коэффициенты корреляции урожайности озимой насыщенности пашни минеральными удобрениями ржи и пшеницы если от равнялись соответственно 0,59 и 0,64, то аналогичные коэффициенты зависимости урожайности от уровня применения азотных удобрений составили соответственно 0,67 и 0,72. В таблице 18, рис. 30 и 31 показаны результаты статистической обработки данных, показывающих характер зависимости урожайности культур от уровня применения органических удобрений и химических мелиорантов. Наиболее удивительным явилось то, что органические удобрения заметное положительное влияние (r=0,54) корнеплодов. На посевах оказали только других культур на урожайность кормовых корреляция урожайности от насыщенности пашни органическими удобрениями или отсутствовала (силосные культуры, однолетние и многолетние травы) или оказалась отрицательной (зерновые и зернобобовые культуры). Такой характер зависимости урожайности большинства культур от насыщенности пашни органическими удобрениями, возможно, обусловлен разнонаправленностью изменения объемов применения минеральных и органических удобрений за наблюдаемый период. 121 Таблица 18 Корреляция урожайности сельскохозяйственных культур от уровня применения органических удобрений и химических мелиорантов по циклам агрохимических обследований Культуры Кормовые корнеплоды Многолетние травы на з/к Силосные культуры Коэффициенты корреляции (r) между урожайностью и уровнем применения органических удобрений и химических мелиорантов насыщенность объемы внесения объемы пашни известковых фосфоритования, органическими удобрений, тыс.т./год удобрениями, т/га тыс.т./год (1971-1995 гг.) (1965-2010 гг.) (1965-2010 гг.) 0,54** 0,41* 0,54** 0,19 0,84*** 0,74*** -0,03 0,85*** 0,80*** -0,04 0,55** 0,73*** -0,04 0,82*** 0,87*** -0,05 0,89*** 0,94**** -0,18 0,85*** 0,94**** Картофель -0,25 0,09 0,85*** Озимая пшеница -0,34* 0,55** 0,92**** Яровая пшеница -0,45* 0,45* 0,48* Овес -0,51** 0,33* 0,47* Ячмень -0,52** 0,35* 0,54** Озимая рожь -0,56** 0,44* 0,52** Вика -0,61** 0,31* 0,57** Горох -0,62** 0,38* 0,80*** Кукуруза на силос Однолетние травы на сено Однолетние травы на з/к Многолетние травы на сено Прим.: * - по шкале Чеддока умеренная корреляция (r=0,31-0,50); ** - заметная корреляция (r=0,51-0,70); *** - высокая корреляция (r=0,71-0,90); **** - весьма высокая корреляция (г=0,91-1). 122 Озимая рожь Яровая пшеница 6 4 2 y = -0,3883x + 5,164 R² = 0,311 0 0 10 Урожайность, т/га Ячмень 6 Урожайность, т/га 5 4 2 y = -0,5252x + 6,7776 R² = 0,2721 0 y = -0,275x + 3,795 R² = 0,3875 1 0 2 6 4 6 8 10 6 8 10 Овес 4 y = -0,4745x + 6,334 R² = 0,2622 2 0 2 4 Картофель 30 y = -0,5254x + 17,083 R² = 0,0612 20 10 y = 6,6796x - 2,7779 R² = 0,2938 60 0 40 20 0 5 10 Кукуруза на силос 30 y = -0,1604x + 20,499 R² = 0,0022 20 10 0 0 5 10 4 y = -0,0241x + 2,9524 R² = 0,0023 1 0 0 2 4 6 8 Насыщенность пашни органическими удобрениями, т/га 0 Урожайность, т/га Однолетние травы на сено Урожайность, т/га 0 10 Кормовые корнеплоды 2 0 0 5 80 3 y = -0,397x + 5,5573 R² = 0,2058 2 0 Урожайность, т/га 3 2 4 10 Горох 4 0 Урожайность, т/га 5 Урожайность, т/га Урожайность, т/га 0 Урожайность, т/га Урожайность, т/га 6 10 5 5 10 Многолетние травы на сено 4 3 2 y = -0,116x + 4,1394 R² = 0,0349 1 0 0 2 4 6 8 10 Насыщенность пашни органическими удобрениями, т/га Рис. 30. Корреляция урожайности культур от насыщенности пашни органическими удобрениями по циклам обследования (1965-2010 гг.) 4 y = 0,0318x + 0,9521 R² = 0,194 2 0 0 Урожайность, т/га Урожайность, т/га Озимая рожь 6 20 40 60 Ячмень 6 4 y = 0,0367x + 1,3664 R² = 0,1235 2 60 y = 0,0175x + 1,0383 R² = 0,1461 2 1 20 40 60 4 40 60 80 60 80 Овес 6 y = 0,0319x + 1,5026 R² = 0,11 2 0 20 30 40 Картофель y = 0,0212x + 12,371 R² = 0,0092 20 10 80 Кормовые корнеплоды 80 0 Урожайность, т/га Урожайность, т/га 20 0 0 y = 0,6967x + 13,523 R² = 0,2975 40 20 0 30 20 20 40 60 80 Кукуруза на силос y = 0,1944x + 10,574 R² = 0,3028 10 0 20 40 60 80 Однолетние травы на сено 4 3 2 y = 0,0424x + 0,8659 R² = 0,6662 1 0 0 Урожайность, т/га 0 Урожайность, т/га 0 0 0 60 y = 0,0405x + 0,8903 R² = 0,1992 2 80 Горох 4 3 40 Урожайность, т/га Урожайность, т/га 20 4 0 0 0 Яровая пшеница 6 80 Урожайность, т/га Урожайность, т/га 123 20 40 60 80 Многолетние травы на сено 5 4 3 2 y = 0,0544x + 0,8523 R² = 0,7153 1 0 0 20 40 60 80 Внесено известковых удобрений, тыс.т./га 0 20 40 60 80 Внесено известковых удобрений, тыс.т./га Рис. 31. Корреляция урожайности культур от объемов применения известковых удобрений по циклам обследования (1965-2010 гг.) 124 Дело в том, что резкий рост применения минеральных удобрений, ставший главной причиной подъема урожайности всех культур, сопровождался заметным уменьшением применения органических удобрений. Именно это обстоятельство, на наш взгляд, создало иллюзию негативного влияния органических удобрений, прежде всего, на зерновые и зернобобовых культуры, урожайность которых особенно сильно росла в годы интенсивного использования минеральных удобрений. Урожайность культур, за исключением картофеля, хорошо коррелировалась с объемами применения известковых удобрений. Ответная реакция большинства культур на известкование одинаковая. Судя по и применение минеральных удобрений примерно величине коэффициентов корреляции, наибольшее положительное влияние на продуктивность растений известкование оказало на посевах силосных культур, многолетних и однолетних трав (r=0,82÷0,89). Зависимость урожайности зерновых и зернобобовых культур от известкования была менее тесной (r=0,31÷0,55), чем от насыщенности пашни минеральными удобрениями (r=0,43÷0,64). Практическое отсутствие корреляции урожайности картофеля от известкования, вполне объяснимо, так как эта культура является одной из малочувствительных к кислотности почвы. Другой достаточно неожиданный результат заключается в том, что обнаружилась высокая степень зависимости урожаев многих культур с объемами фосфоритования в 1971-1995 гг. Теснота корреляции урожайности озимой пшеницы, ячменя, гороха, вики, кукурузы, однолетних и многолетних трав от объемов фосфоритования была более высокой (r=0,54÷0,94), чем от минеральных удобрений (r=0,43÷0,89). Интересно также то, что урожайности картофеля (r=0,85) наблюдалась высокая корреляция не с уровнем применения минеральных и органических удобрений, а только с объемами фосфоритования. Такая, тесная корреляция урожайности большинства сельскохозяйственных культур от известкования и фосфоритования обусловлена, видимо, не только их действительно реальным положительным влиянием на продуктивность растений в отдельности, но ещѐ одним обстоятельством. Таким обстоятельством следует считать то, что период интенсивного применение минеральных удобрений в значительной мере совпал во времени с широким применением приемов химической мелиорации - известкования и фосфоритования. Другими словами, 125 весьма ощутимое положительное действие известкования и фосфоритования проявилось на фоне интенсивного роста применения минеральных удобрений. Таким образом, корреляция урожайности всех сельскохозяйственных культур от насыщенности пашни минеральными удобрениями было положительной. Наиболее тесно от уровня применения минеральных удобрений коррелировала урожайность многолетних, однолетних трав и силосных культур. В составе минеральных удобрений максимальное влияние на урожайность всех культур без исключения оказали азотные удобрения, наименьшее – калийные. Органические удобрения заметное положительное действие оказали только на урожайность кормовых корнеплодов. На посевах других культур корреляция урожайности от насыщенности пашни органическими удобрениями или отсутствовала (силосные культуры, однолетние и многолетние травы) или оказалась отрицательной (зерновые и зернобобовые культуры). Зависимость урожайности сельскохозяйственных культур, за исключением картофеля, от уровня известкования и применения минеральных удобрений была примерно одинаковой, хотя корреляционная зависимость от известкования для большинства культур оказалась менее тесной. Обнаружилась высокая степень корреляции урожайности многих культур с объемами фосфоритования. Зависимость урожайности озимой пшеницы, ячменя, гороха, вики, кукурузы, однолетних и многолетних трав от объемов фосфоритования была более тесной, чем от минеральных удобрений. 3.4.3. Корреляция урожайности сельскохозяйственных культур с агрохимическими параметрами почв Агрохимические параметры почв, как было показано в аналитическом обзоре литературы, представляются важными элементами плодородия и факторами, влияющими на продуктивность сельскохозяйственных культур. Результаты статистической обработки зависимости урожайности сельскохозяйственных культур от основных агрохимических свойств почвы, за которыми ведется постоянный мониторинг агрохимической службой, приведены в таблице 19 и рисунках 32-35. 126 Таблица 19 Коэффициенты корреляции урожайности сельскохозяйственных культур от агрохимических показателей почв паши Балтасинского муниципального района РТ (1965-2010 гг.) Культуры Кукуруза на силос Овес Однолетние травы на сено Яровая пшеница Ячмень Силосные культуры Озимая рожь Многолетние травы на сено Озимая пшеница Кормовые корнеплоды Вика Картофель Горох Доля кислых почв, % Агрохимические показатели почв Средневзвешенное содержание рНсол. подвижного подвижного гумуса, % фосфора, г/кг калия, мг/кг Коэффициенты корреляции (r) -0,77*** 0,71*** 0,72*** 0,79*** 0,43* -0,75*** 0,60** 0,81*** 0,87*** 0,41* -0,73*** 0,66** 0,89*** 0,91**** 0,53** -0,73*** 0,61** 0,80*** 0,93**** 0,72*** -0,70** 0,57** 0,82*** 0,88*** 0,62** -0,69** 0,63** 0,88*** 0,85*** -0,32* -0,66** 0,50* 0,88*** 0,91**** 0,51** -0,64** 0,55** 0,94**** 0,94**** 0,37* -0,64** 0,57** 0,83*** 0,93**** 0,88*** -0,63** 0,71*** 0,40* 0,40* 0,45* -0,62** -0,60** -0,59** 0,46* 0,59** 0,43* 0,75*** 0,54** 0,78*** 0,84*** 0,51** 0,84*** 0,47* 0,26 0,36* Прим.: * - по шкале Чеддока умеренная корреляция (r=0,31-0,50); ** - заметная корреляция (r=0,51-0,70); *** - высокая корреляция (r=0,71-0,90); **** - весьма высокая корреляция (r=0,91-1). y = -0,0739x + 6,0435 R² = 0,4307 4,00 2,00 0,00 Урожайность, т/га 0,0 20,0 40,0 60,0 y = -0,1147x + 8,6974 R² = 0,4964 4,00 2,00 20,0 40,0 60,0 2,00 0,00 20,0 40,0 60,0 80,0 Овес 6,00 y = -0,112x + 8,4845 R² = 0,559 4,00 2,00 80,0 0,0 Горох 4,00 y = -0,0423x + 3,9234 R² = 0,3513 3,00 2,00 1,00 Урожайность, т/га Урожайность, т/га 4,00 0,00 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 Картофель 25,00 y = -0,2063x + 23,533 R² = 0,361 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 0,00 0,0 20,0 40,0 60,0 0,0 80,0 60,00 40,00 y = -1,2648x + 107,57 R² = 0,4031 20,00 0,00 0,0 20,0 40,0 60,0 3,00 y = -0,059x + 5,6986 R² = 0,5302 0,00 0,0 20,0 40,0 60,0 Доля кислых почв, % от пашни 60,0 80,0 20,00 80,0 y = -0,4246x + 40,363 R² = 0,5938 10,00 0,00 0,0 Урожайность, т/га Однолетние травы на сено 1,00 40,0 30,00 80,0 4,00 2,00 20,0 Кукуруза на силос Урожайность, т/га Кормовые корнеплоды 80,00 Урожайность, т/га y = -0,1026x + 7,7956 R² = 0,5258 0,0 0,00 Урожайность, т/га Яровая пшеница 6,00 80,0 Ячмень 6,00 Урожайность, т/га Озимая рожь 6,00 Урожайность, т/га Урожайность, т/га 127 20,0 40,0 60,0 80,0 Многолетние травы на сено 6,00 4,00 y = -0,0642x + 6,4889 R² = 0,4096 2,00 0,00 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 Доля кислых почв, % от пашни Рис. 32. Корреляция урожайности культур от распространенности кислых почв по циклам агрохимических обследований (1965-2010 гг.) 128 Для характеристики кислотно-основных свойств почв мы использовали два показателя: величину рН солевой вытяжки и «долю кислых почв», которая является мерой распространения кислых почв на обследованной территории и измеряется в процентах от общей площади пашни. Между этими показателями почв и урожайностью всех культур обнаружена достаточно заметная зависимость. Урожайность культур, за исключением кормовых корнеплодов, теснее коррелировала с долей кислых почв, нежели с величиной рН солевой вытяжки. Например, если коэффициент корреляции между урожайностью озимой пшеницы и долей кислых почв равнялся -0,64, то между урожайностью и величиной рНсол. – 0,57. Эти два показателя кислотности почв по характеру действия на урожайность культур между собой хорошо согласуются: как увеличение величины рНсол., так и уменьшение доли кислых почв приводило к повышению урожайности. Судя по величине коэффициентов корреляции (r=0,73÷0,77), негативное влияние подкисления почвы сильнее отразилось на продуктивности кукурузы, яровой пшеницы, однолетних трав и овса. Тесноту корреляции урожайности остальных культур от доли кислых почв можно было оценить, по шкале Чеддока, как заметная (r=0,59÷0,69). В целом, подкисление почв в условиях исследуемого района сопровождалось снижением урожайности всех сельскохозяйственных культур без исключения, что наглядно иллюстрируется на рис. 32. Более значимой оказалась зависимость урожайности сельскохозяйственных культур от средневзвешенного содержания подвижного фосфора в почве (табл. 19, рис.33). В отношении большинства культур (озимая и яровая пшеница, озимая рожь, ячмень, овес, горох, вика, кукуруза и другие силосные культуры, однолетние травы) зависимость между этими двумя показателями высокая (r=0,75÷0,89). Максимально высокая корреляционная связь урожайности от содержания подвижного фосфора выявлена у многолетних трав на сено (r=0,94). Заметная корреляция была у картофеля (r=0,54) и умеренная корреляционная связь - у кормовых корнеплодов (r=0,40). Среди изученных агрохимических показателей наиболее тесной оказалась зависимость урожайности культур от содержания подвижного калия в почве (табл. 19, рис.34). 129 Озимая рожь y = 0,0251x - 0,4392 R² = 0,7692 4,00 2,00 0,00 0,0 100,0 150,0 4,00 2,00 0,00 0,00 0,0 100,0 150,0 2,00 1,00 0,00 50,0 100,0 150,0 y = 0,2033x + 22,062 R² = 0,1615 20,00 0,00 0,0 50,0 100,0 150,0 3,00 2,00 y = 0,0182x + 0,7258 R² = 0,7847 1,00 0,00 200,0 150,0 200,0 10,00 0,00 0,0 50,0 100,0 Кукуруза на силос 20,00 y = 0,1012x + 7,9428 R² = 0,5231 10,00 0,00 0,0 Урожайность, т/га Однолетние травы на сено 100,0 y = 0,0474x + 7,9807 R² = 0,2958 20,00 200,0 4,00 50,0 Картофель 30,00 30,00 40,00 150,0 0,00 200,0 60,00 200,0 y = 0,0308x - 0,5256 R² = 0,6532 0,0 Кормовые корнеплоды 80,00 150,0 2,00 Урожайность, т/га y = 0,0142x + 0,2243 R² = 0,6156 100,0 Овес 4,00 Горох 3,00 50,0 6,00 200,0 Урожайность, т/га Урожайность, т/га 50,0 4,00 0,0 Урожайность, т/га 2,00 200,0 y = 0,0338x - 0,7843 R² = 0,6673 y = 0,0287x - 0,5182 R² = 0,6385 4,00 Урожайность, т/га Урожайность, т/га 50,0 6,00 Ячмень 6,00 0,0 Урожайность, т/га Яровая пшеница Урожайность, т/га Урожайность, т/га 6,00 5,00 50,0 100,0 150,0 200,0 Многолетние травы на сено 4,00 3,00 2,00 y = 0,024x + 0,6089 R² = 0,8835 1,00 0,00 0,0 50,0 100,0 150,0 Р2О5, мг/кг 200,0 0,0 50,0 100,0 150,0 Р2О5, мг/кг 200,0 Рис. 33. Корреляция урожайности культур от обеспеченности почв подвижными формами фосфора по циклам агрохимических обследований (1965-2010 гг.) 130 y = 0,062x - 5,3395 R² = 0,8318 4,00 2,00 0,00 50 100 150 2,00 y = 0,0869x - 7,8152 R² = 0,7827 4,00 2,00 0,00 50 100 0 150 200 Горох 4,00 y = 0,0364x - 2,7075 R² = 0,7122 3,00 2,00 1,00 50 100 150 200 150 200 150 200 150 200 Овес 6,00 y = 0,0785x - 6,8472 R² = 0,7535 4,00 2,00 0,00 0 0,00 50 100 Картофель 25,00 y = 0,1056x + 0,1527 R² = 0,2599 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 0 50 100 150 200 0 Урожайность, т/га Кормовые корнеплоды y = 0,4818x - 15,111 R² = 0,1606 50,00 0,00 0 50 100 150 Однолетние травы на сено 4,00 y = 0,0444x - 2,7536 R² = 0,824 2,00 0,00 0 50 100 К2О, мг/кг 150 200 50 100 Кукуруза на силос 30,00 y = 0,2624x - 13,368 R² = 0,6226 20,00 10,00 0,00 200 0 Урожайность, т/га 100,00 Урожайность, т/га y = 0,0797x - 7,218 R² = 0,8707 4,00 200 Ячмень 6,00 0 Урожайность, т/га 6,00 0,00 Урожайность, т/га Урожайность, т/га Урожайность, т/га 6,00 0 Урожайность, т/га Яровая пшеница Урожайность, т/га Урожайность, т/га Озимая рожь 50 100 Многолетние травы на сено 6,00 y = 0,0571x - 3,8084 R² = 0,888 4,00 2,00 0,00 0 50 100 150 200 К2О, мг/кг Рис. 34. Корреляция урожайности культур от обеспеченности почв подвижными формами калия по циклам агрохимических обследований (1965-2010 гг.) 131 Высокая корреляционная связь между урожайностью и обеспеченностью подвижным калием наблюдалась у ячменя (0,88), овса (0,87), силосных культур (0,85), гороха, вики (0,84), кукурузы на силос (0,79). Судя по величине коэффициента корреляции, несколько особняком стоят картофель и кормовые корнеплоды. Зависимость урожайности от содержания в почве подвижного калия оказалась заметной (r=0,51) у картофеля и только умеренной - у кормовых корнеплодов (r=0,40). Максимально высокая корреляционная связь урожайности (r=0,91÷0,94) обнаружена у 5 культур из 13 (многолетние и однолетние травы, озимая и яровая пшеница, озимая рожь). Отмечая тесную корреляцию урожайности большинства культур от обеспеченности почв подвижными формами фосфора и калия, следует подчеркнуть, что неблагоприятные погодные условия могут заметно ослабить эту зависимость. Так, в условиях сильно засушливого 2010 года коэффициенты корреляции между урожайностью яровой пшеницы и содержанием в серой лесной почве подвижных форм фосфора и калия равнялись соответственно 0,64 и 0,45. Из-за относительно небольшого объема выборки данных по содержанию гумуса и их полного отсутствия за 1965-1990 гг., приведенные коэффициенты корреляции урожайности от содержания гумуса, на наш взгляд, не в полной мере отражают реальную значимость гумуса в потенциальном и эффективном плодородии почвы. Как видно из таблицы 19 и рис 35, корреляция урожайности культур, за исключением озимой пшеницы и кормовых корнеплодов, от содержания в почве гумуса оказалась слабее, чем от обеспеченности почвы подвижными формами фосфора и калия. Кроме того, теснота корреляции урожайности культур, за исключением озимой пшеницы, от содержания гумуса была слабее, чем от кислотности почвы (доля кислых почв от пашни). На наш взгляд, обнаруженная относительно невысокая степень корреляции урожайности большинства сельскохозяйственных культур от содержания гумуса указывает, прежде всего, на приоритетность в эффективном плодородии пахотных почв доступных форм питательных веществ, в частности фосфора и калия, и кислотноосновных свойств. Наибольшее положительное влияние гумусированности почвы сказалось в урожайности яровой и озимой пшеницы (r=0,72÷0,88). От содержания гумуса достаточно заметно коррелировала урожайность ячменя (r=0,62), однолетних трав (r=0,53) и озимой ржи (r=0,51). 132 Озимая рожь 4 2 y = 3,1861x - 6,692 R² = 0,2643 0 3,05 3,1 0 3,1 3,2 y = 2,8462x - 6,6177 R² = 0,1294 1 0 3,05 3,1 3,15 3,2 3,25 Урожайность, т/га y = 51,71x - 119,97 R² = 0,2035 0 3,05 3,1 3,15 3,2 3,25 y = 1,9553x - 2,9935 R² = 0,2837 3,4 3,2 3 2,8 3,05 3,1 3,15 3,2 Содержание гумуса, % 3,25 3,2 3,25 y = 6,1663x - 15,319 R² = 0,1718 2 0 3,1 3,15 3,2 3,25 3,2 3,25 Картофель 30 20 10 y = 17,39x - 39,641 R² = 0,0708 0 3,1 3,15 Кукуруза на силос 20 y = 32,494x - 81,227 R² = 0,1843 10 0 3,05 Урожайность, т/га Однолетние травы на сено 3,6 3,15 4 30 40 20 3,1 Овес 3,05 Кормовые корнеплоды 60 0 3,05 Урожайность, т/га 3 2 2 3,25 Горох 4 Урожайность, т/га 3,15 4 6 y = 9x - 24,07 R² = 0,3883 2 y = 11,861x - 33,71 R² = 0,5417 3,05 Урожайность, т/га Урожайность, т/га 3,25 4 3,05 Урожайность, т/га 3,2 Ячмень 6 Урожайность, т/га 3,15 Яровая пшеница 6 Урожайность, т/га Урожайность, т/га 6 3,1 3,15 3,2 3,25 Многолетние травы на сено 4,2 y = 1,3921x - 0,4968 R² = 0,1386 4 3,8 3,6 3,05 3,1 3,15 3,2 3,25 Содержание гумуса, % Рис. 35. Корреляция урожайности сельскохозяйственных культур от средневзвешенного содержания гумуса по циклам агрохимических обследований (1991-2010 гг.) 133 Отсутствие положительной зависимости урожайности (r= - 0,32) от содержания гумуса обнаружилось в отношении силосных культур (кроме кукурузы). Весьма слабо коррелировала от содержания гумуса и урожайность картофеля (r=0,26). Таким образом, среди изученных агрохимических свойств почвы наиболее существенное влияние на урожайность большинства сельскохозяйственных культур оказало содержание в почве подвижных форм калия и фосфора. Положительная корреляция сельскохозяйственных культур урожайности большинства от содержания гумуса была умеренной и заметной. Негативное действие подкисления почвы на урожайность большинства сельскохозяйственных культур можно было оценить, по шкале Чеддока, как заметное и высокое, то есть более значимым, чем гумусированость почв. 3.4.4. Корреляция урожайности сельскохозяйственных культур с метеорологическими условиями Общеизвестно, что погодно-климатические условия оказывают огромное влияние на рост, развитие растений и, в конечном счете, на величину и качество урожая всех сельскохозяйственных культур. С.Е. Хлевина (2012) отмечает, что сельское хозяйство это такая отрасль, которая наиболее подвержена риску, так как в огромной степени зависит от метеорологических условий. Климатическая обстановка оказывает влияние на все почвенные режимы (водный, тепловой, воздушный, пищевой), определяет условия жизни сельскохозяйственных культур и использование ими питательных веществ из почвы и удобрений [Лебедева Л.А., Едемская Н.Л., 2004]. Нам удалось собрать и анализировать основные метеорологические показатели - суммы активных температур выше 0; 5; 10 градусов за вегетационный период яровых и озимых культур (приложения 13-16), количество осадков (приложение 2), гидротермический коэффициент Селянинова в 1981-2010 гг. по данным метеорологической станции «Арск». Главными показателями, используемыми в агрометеорологии для оценки складывающихся погодных условий, являются количество осадков и сумма активных температур, а интегральным показателем, одновременно учитывающим 134 оба эти показателя, можно считать гидротермические Наиболее известным из них является коэффициенты (ГТК). гидротермический коэффициент Селянинова, используемый для характеристики условий увлажненности и определяемый как отношение суммы атмосферных осадков (∑R) в мм за период со среднесуточными температурами воздуха выше 10°С к сумме температур (∑t) за это же время, уменьшенной в 10 раз [Селянинов Г.Т., 1966]. Судя по этому показателю, за тридцатилетний период достаточная влагообеспеченность наблюдалась всего 9 раз, что составляет 30,0 % от общего количества лет наблюдений (таблица 20). Таблица 20 Характер влагообеспеченности в Балтасинском муниципальном районе Республики Татарстан в период 1981-2010 гг. Повторяемость лет % ГТК Характер влагообеспеченности* > 0,20 0 0 0,21-0,40 Катастрофически низкая (очень сильная засуха) Исключительно низкая (сильная засуха) 1 3,3 0,41-0,60 Очень низкая (средняя засуха) 2 6,7 0,61-0,75 Низкая (слабая засуха) 3 10,0 0,76-1,10 Недостаточная 13 43,4 1,11-1,40 Достаточная (оптимальная) 9 30,0 1,41-1,50 Повышенная 1 3,3 > 1,50 Избыточная 1 3,3 30 100 Итого Прим.: * - согласно классификации, приведенной в работе Зоидзе Е.К., Хомякова Т.В., (2006) Чаще всего влагообеспеченность изучаемого района характеризовалась как недостаточная (повторяемость 43,4 %). В общей сложности засухи различной степени повторялись через каждые 5 лет (суммарная повторяемость 20,0 %). Низкая влагообеспеченность, то есть слабая засуха наблюдалась в течение трех лет (повторяемость 10,0 %), а очень низкая влагообеспеченность (средняя засуха) 135 – двух лет. Исключительно низкая влагообеспеченность, то есть сильная засуха была в 2010 году. Повышенная и избыточная влажность имела место по одному разу. Таким образом, за исследуемый период влагообеспеченность района чаще всего (повторяемость 63,4 %) можно было оценить как недостаточная или засушливая. Основные результаты сопряженного изучения динамикой урожайности основных зерновых, зернобобовых и кормовых культур с метеорологическими условиями представлены в таблицах 21-23. Коэффициенты корреляции (r) между урожайностью яровых зерновых культур и гороха и агрометеорологическими условиями года и вегетационного периода даны в таблице 21. Прежде всего, отчетливо проявилось наличие отрицательной корреляции урожайности всех трех культур от суммы положительных температур за любой период. Эта корреляция наиболее заметной была в июне, июле и в целом за вегетационный период культуры. Среди трех яровых культур наиболее значимую отрицательную корреляцию урожайности от суммы активных температур вегетационного периода проявила яровая пшеница. Так, если коэффициент корреляции урожайности пшеницы от суммы положительных температур за вегетационный период равнялся -0,54, то у ячменя и гороха соответственно -0,41 и -0,52. Характер и теснота корреляции урожайности яровых культур от суммы температур выше 0оС, 5оС и 10оС между собой существенно не отличались. Обнаруженная стабильная отрицательная корреляция урожайности яровых культур от суммы активных температур во все периоды указывает, на наш взгляд, на то, что для этих культур теплообеспеченность района не только не является лимитирующим фактором, а, наоборот, повышенная температура периода вегетации часто оказывает негативное влияние. Данное обстоятельство, возможно, объясняется холодостойкостью изученных яровых культур. Например, яровая пшеница относится к растениям длинного дня и считается культурой холодостойкой. Семена ее прорастают при температуре +2°С, жизнеспособные всходы могут появиться при +4-5 °С. Они могут переносить кратковременные утренние заморозки до -6 °С, а во время цветения и налива растения повреждаются заморозками даже при -1-2 °С, в результате чего 136 Таблица 21 Коэффициенты корреляции (r) между урожайностью яровых культур и агрометеорологическими условиями года и вегетационного периода (1981-2010 гг.) Культура Яровая пшеница Ячмень Горох Период май июнь июль I-II декады августа ∑ май - II декада августа год май июнь июль I-II декады августа ∑ май - II декада августа год май июнь июль I декада августа ∑ май - I декада августа год Метеорологические показатели осадки, ∑t ∑t ∑t ГТК мм > 0°C > 5°C > 10°C 0,17 -0,21 -0,19 -0,21 0,21 0,58** -0,46* -0,46* -0,37* 0,60** 0,05 -0,41* -0,41* -0,40* 0,08 -0,14 -0,28 -0,28 -0,28 -0,15 0,34* -0,54** -0,53** -0,48* 0,40* 0,33* 0,16 0,46* 0,21 -0,09 -0,44* -0,36* -0,09 -0,44* -0,36* -0,27 -0,09 -0,36* -0,35* 0,25 0,20 0,50* 0,23 -0,21 -0,13 -0,13 -0,12 0,23 0,32* -0,41* -0,41* -0,36* 0,37* 0,28 0,17 0,64** 0,23 -0,01 -0,25 -0,45* -0,31* -0,31* -0,23 -0,46* -0,31* -0,31* -0,11 -0,25 -0,37* -0,31* -0,29 0,25 0,18 0,65** 0,24 0,05 0,53** -0,52** -0,51** -0,46* 0,61** 0,49* - - -0,38* 0,44* Прим.: * - по шкале Чеддока умеренная корреляция (r=0,31-0,50); ** - заметная корреляция (r=0,51-0,70); *** - высокая корреляция (r=0,71-0,90); **** - весьма высокая корреляция (r=0,91-1). получается морозобойное зерно [Коломейченко В.В., 2007]. Более детальное наше исследование влияния метеорологических условий на урожайность яровой пшеницы в сильно засушливом 2010 г. [Лукманов А.А., Гилязов М.Ю., Гайров Р.Р., Муратов М.Р., 2011] показали, что негативное действие суммы температур выше 10 оС в экстремальных условиях сильно возрастает. Так, коэффициенты корреляции урожайности от суммы температур 137 выше 10 оС в июне и за вегетационный период равнялись соответственно -0,70 и -0,75. Совершенно иной характер имеет зависимость урожайности яровых культур от количества атмосферных осадков. Теснота и направленность корреляции урожайности яровых зерновых культур и гороха от суммы атмосферных осадков кардинально меняется по периодам. Если количество осадков в мае оказывает на урожайность очень слабое положительное влияние (r=0,16-0,17), то осадки, выпадающие во время созревания и уборки урожая, оказывают отрицательное влияние. Так, коэффициенты корреляции (r) урожаев яровой пшеницы и ячменя от суммы осадков за первые две декады августа равнялись соответственно -0,14 и -0,21. Наибольшее положительное влияние на урожайность всех яровых культур оказали осадки июня. Особенно заметной эта корреляция была в отношении гороха (r=0,64) и яровой пшеницы (r=0,58). Урожайность относительно более засухоустойчивой культуры – ячменя зависела от осадков июня в меньшей степени (r=0,46). По сравнению с июньскими осадками, сумма осадков за вегетационный период оказывала на урожайность яровых культур заметно меньшее влияние (r=0,32-0,53). Ещѐ в меньшей степени коррелировались урожаи яровых культур от суммы годовых осадков (r=0,28-0,49). Следует также отметить, что в острозасушливые годы для ранних яровых культур может резко расти значимость осадков, выпадающих в мае и июле. Для подтверждения отмеченого можно сослаться, опять же, на данные сильно засушливого 2010 г., когда коэффициенты корреляции урожайности яровой пшеницы от осадков мая и июля составили соответственно 0,66 и 0,73. Характер и теснота корреляции урожайности яровых культур от величины гидротермического коэффициента Селянинова примерно аналогичны таковым суммы осадков. Урожайность всех коррелировалась с величиной ГТК яровых культур наиболее тесно Селянинова в июне (r=0,50-0,65). Следовательно, для прогнозирования влияния складывающихся погодных условий на урожайность яровых зерновых культур и гороха лучше использовать величину ГТК в июне, рассчитанную по Селянинову. Корреляция урожаев озимой ржи и пшеницы с метеорологическими 138 показателями вегетационного периода представлена в таблице 22. Характер зависимости урожайности озимой ржи от суммы температур выше 10оС примерно такой же, как у яровых культур: практически отсутствует или слабо отрицательный. Негативное влияние повышенной температуры в летние месяцы проявляется слабее, чем у яровых зерновых и зернобобовых культур. Так, если у яровой пшеницы и гороха коэффициент корреляции между урожайностью и суммой температур выше 10оС в июне равнялся 0,37, то у озимой ржи 0,31. Примечательным является то, что наиболее существенное влияние на урожайность озимой ржи оказало количество осадков в августе (r=0,40) перед посевом. Июньские осадки, судя по коэффициентам корреляции, на урожайность озимой ржи оказали меньшее влияние, чем на урожайность яровых зерновых и зернобобовых культур. Среди урожайностью изученных нами агрометеорологических озимой ржи наиболее тесную связь показателей с проявил опять же гидротермический коэффициент Селянинова, как перед посевом в августе (r=0,45), так и во время интенсивного роста в июне (r=0,41), и, в целом, за весь вегетационный период ржи (r=0,40). Зависимость урожайности озимой пшеницы от метеорологических условий несколько отличается от таковой озимой ржи. Прежде всего, урожайность озимой пшеницы, по сравнению с рожью, теснее коррелировала от суммы осадков за весь вегетационный период (r=0,59) и в июне (r=0,43), чем от августовских осадков (r=0,19). Вторая отличительная особенность реакции озимой пшеницы на метеорологические условия заключается в том, что на еѐ продуктивность сильное влияние оказывало количество осадков за холодный период года (ноябрь-март). Как видно, коэффициент корреляции между этими показателями для озимой пшеницы составил 0,61, в то время как для озимой ржи он равен 0,35, что, видимо, обусловлено более слабой зимостойкостью озимой пшеницы. Можно предположить, что недостаточный снежный покров часто становился причиной гибели значительной части озимой пшеницы за зимний период и, тем самым, снижения еѐ урожайности. 139 Таблица 22 Коэффициенты корреляции (r) между урожайностью озимых зерновых культур и агрометеорологическими условиями вегетационного периода (1981-2010 гг.). Культура Озимая рожь Озимая пшеница Период III декада августа сентябрь октябрь ∑ ноябрь - март апрель май июнь июль I декада августа ∑ III декада августа- I декада августа III декада августа сентябрь октябрь ∑ ноябрь - март апрель май июнь июль I декада августа ∑ III декада августа- I декада августа Метеорологические показатели осадки, мм ∑ t > 10°C ГТК 0,40* 0,04 0,45* 0,04 -0,10 0,02 0,03 -0,05 -0,17 0,35* -0,20 -0,02 -0,07 0,18 -0,21 0,20 0,32* -0,31* 0,41* 0,09 -0,21 0,11 -0,08 -0,26 -0,07 0,39* -0,29 0,40* 0,19 -0,10 0,18 0,61** -0,03 0,29 0,43* 0,13 0,02 0,20 -0,08 -0,13 0,08 -0,41* -0,29 -0,34* -0,39* 0,29 -0,14 -0,13 -0,14 0,38* 0,46* 0,17 -0,01 0,59** -0,34* 0,43* Прим.: * - по шкале Чеддока умеренная корреляция (r=0,31-0,50); ** - заметная корреляция (r=0,51-0,70); *** - высокая корреляция (r=0,71-0,90); **** - весьма высокая корреляция (r=0,91-1). Сравнивая тесноту связи урожайности яровых, озимых зерновых культур и гороха с метеорологическими показателями можно заметить, что наименее уязвимой среди изученных культур следует признать озимую рожь, а наиболее чувствительной к влагообеспеченности и повышенной температуре – гороха. В целом, по выносливости к недостатку влаги и повышенной температуре воздуха культуры можно расположить в следующий возрастающий ряд: горох < яровая пшеница < ячмень < озимая пшеница < озимая рожь. 140 Зависимость урожайности от метеорологических условий каждой кормовой культуры, представленной в таблице 23, имеет некоторые свои особенности. Таблица 23 Коэффициенты корреляции (r) между урожайностью кормовых культур и агрометеорологическими условиями вегетационного периода (1981-2010 гг.) Культуры Кукуруза на силос Картофель Многолетние травы на сено Метеорологические показатели Период осадки, t > 0°C t > 5°C t > 10°C ГТК мм май 0,18 0,28 0,27 0,27 0,16 июнь 0,42* -0,14 -0,14 -0,11 0,42* июль 0,47* -0,12 -0,12 -0,13 0,42* август 0,00 -0,03 -0,03 -0,02 0,02 II декада сентября 0,33* 0,00 0,01 0,10 0,35* ∑ май - II декада 0,57** 0,01 0,02 0,06 0,52** сентября год 0,30 0,00 0,53** II декада мая 0,25 0,20 0,21 0,22 -0,02 июнь 0,01 -0,11 -0,12 -0,11 0,01 июль 0,24 -0,17 -0,17 -0,17 0,21 август 0,19 0,12 0,14 0,16 0,14 II декада сентября 0,06 0,08 0,06 0,02 -0,15 ∑ II декада мая 0,28 0,03 0,03 0,05 0,19 II декада сентября год 0,21 0,08 0,15 май 0,35* -0,20 -0,17 -0,25 0,34* июнь 0,54** -0,40* -0,40* 0,34* 0,54** июль 0,43* -0,66** -0,66** -0,66** 0,47* август -0,08 -0,44* -0,43* -0,43* -0,02 ∑ май - август 0,62** -0,65** -0,63** -0,62** 0,68** год 0,63** -0,59** 0,64** Прим.: * - по шкале Чеддока умеренная корреляция (r=0,31-0,50); ** - заметная корреляция (r=0,51-0,70); *** - высокая корреляция (r=0,71-0,90); **** - весьма высокая корреляция (r=0,91-1). Корреляция урожайности кукурузы и картофеля от суммы температур выше 0 оС, 5 оС и 10 оС в мае месяце была слабоположительной, в то время как у всех предыдущих культур она оказалась отрицательной. Кроме того, негативное действие повышенной температуры в течение оставшихся месяцев вегетации 141 оказалось статистически незначительной. Все это свидетельствует, на наш взгляд, о теплолюбивости этих культур. Что касается осадков, то наибольшее заметное положительное воздействие на урожайность оказали осадки, выпавшие за весь вегетационный период этих культур. Так, коэффициенты корреляции (r) между урожайностью кукурузы и осадками июня, июля и вегетационного периода (май - II декада сентября) составили соответственно 0,42; 0,47 и 0,57. Данное обстоятельство обусловлено, видимо, более продолжительным вегетационным периодом (по сравнению с ранними яровыми зерновыми) этих пропашных культур. Ещѐ один отличительный признак кукурузы и картофеля от яровых зерновых и зернобобовых культур это то, что более действенными были не июньские, а июльские осадки. Все это свидетельствует, на наш взгляд, о более эффективном использовании кукурузой и картофелем осадков во второй половине лета. По сравнению с кукурузой, картофель выглядит менее зависимым от метеорологический условий. Судя по величине коэффициентов корреляции, зависимость еѐ урожайности от метеорологических условий была весьма слабой (r ≤0,28). Урожайность многолетних трав существенно зависела от погодных условий. Отношение этих культур к сумме положительных температур аналогично таковому яровых зерновых культур: повышение температуры оказывало негативное влияние на их продуктивность во все периоды наблюдения (r=- 0,17÷0,66). Достаточно весомой была корреляция урожайности многолетних трав от количества выпавших осадков, как за отдельные месяцы, так и весь вегетационный период. В ѐще большей степени зависела урожайность многолетних трав от суммы годовых осадков (r=0,63) Таким образом, за исследуемый период влагообеспеченность исследуемого района чаще всего (повторяемость 63,4 %) характеризовалась как недостаточная или засушливая. Обнаружилась стабильная отрицательная корреляция урожайности зерновых, зернобобовых культур и многолетних трав от суммы активных температур, теплообеспеченность которая района не указывает, является что для лимитирующим этих культур фактором, а повышенная температура периода вегетации часто оказывает негативное влияние. Теснота и направленность корреляции урожайности яровых зерновых 142 культур и гороха от суммы атмосферных осадков кардинально меняется по периодам: если количество осадков в мае оказывает на урожайность очень слабое положительное влияние (r=0,16-0,17), то осадки, выпадающие во время созревания и уборки урожая, оказывают отрицательное влияние (r=-0,14 и -0,21). Наибольшее положительное влияние на урожайность всех яровых культур оказали осадки июня. Особенно заметной эта корреляция была в отношении гороха (r=0,64) и яровой пшеницы (r=0,58). Урожайность всех яровых культур наиболее тесно коррелировалась с величиной ГТК Селянинова в июне (r=0,50-0,65). С урожайностью озимой ржи наиболее тесную связь проявил так же гидротермический коэффициент Селянинова, как перед посевом в августе (r=0,45), так и во время интенсивного роста в июне (r=0,41), и, в целом, за весь вегетационный период ржи (r=0,40). Урожайность озимой пшеницы наиболее тесно коррелировала количеством осадков, выпавших за холодный период года (r=0,61). По выносливости к недостатку влаги и повышенной температуре воздуха зерновые и зернобобовые культуры можно расположить в следующий возрастающий ряд: горох < яровая пшеница < ячмень < озимая пшеница < озимая рожь. Степень корреляции урожайности кормовых культур от метеорологических условий падала в следующем порядке: многолетние травы > кукуруза на силос > картофель. 3.5. Баланс гумуса и питательных элементов Баланс питательных веществ – это количественное выражение содержания питательных веществ в почве на конкретной площади или объекте исследования (поле, севооборот, длительный стационарный опыт, хозяйство, зона, республика) с учетом всех статей их поступления (внесение удобрений, природные источники) и расхода (вынос с урожаем, естественные потери – вымывание, смыв, улетучивание и так далее) в течение определенного промежутка времени [Минеев В.Г., 2004]. В зависимости от полноты охвата статей приходной и расходной частей 143 баланса различают биологический и хозяйственный баланс. Биологический баланс охватывает все статьи поступления и расхода питательных веществ, вовлекаемых в круговорот, в том числе поступления с корневыми и пожнивными остатками. При определении хозяйственного баланса обычно ограничиваются учетом хозяйственного выноса питательных веществ с урожаями и компенсации их внесением минеральных и органических удобрений. Для решения практических задач применения удобрений, в большинстве случаях, прибегают к установлению именно хозяйственного баланса. По мнению многих ученых [Донских И.Н., 2004; Минеев В.Г., 2004; Ягодин Б.А. и др., 2002], он дает объективную агроэкономическую оценку системе удобрений в хозяйстве, зоне, республике и т. д. В агрохимической науке сложились два взаимодополняющих направления в изучении баланса питательных элементов: экспериментальное и научнопроизводственное [Ефимов В.Н. и др., 2002]. Первое концентрирует внимание на детальное изучении баланса питательных элементов в условиях полевых и лизиметрических экспериментов с использованием современных исследования, в том числе с использованием методов меченых удобрений, с целью разработки теоретических вопросов агрохимической науки. Второе направление предусматривает изучение баланса питательных элементов на основе обобщения и статистической обработки производственных данных по урожайности и применению удобрений в условиях конкретных хозяйств, районов и зон. В этом случае исследование баланса, в первую очередь, направлено на совершенствование системы удобрения, увеличение продуктивности пашни и прогноз возможных изменений плодородия почвы. Таким образом, для решения практических задач воспроизводства плодородия почв и рационального применения удобрений значительный интерес представляет именно изучение баланса питательных элементов в конкретных почвенно-климатических условиях отдельных хозяйств и регионов. Особую ценность представляет баланс, составленный за длительный период времени [Ломако Е.И., 2001]. В связи с вышеизложенным ниже приводится оценка баланса гумуса и основных макроэлементов в земледелии Балтасинского муниципального района Республики Татарстан за 45 лет (1965-2010 гг.). 144 3.5.1. Баланс гумуса Как уже отмечалось выше, содержание гумуса является основным интегрированным показателем плодородия почв, так как он, прежде всего, активно участвует в процессе почвообразования. Ему отводится самая главная роль непосредственно в формировании профиля почв. Баланс гумуса – это сопоставление прихода в почву и расхода из почвы гумусовых веществ. Различают термины «простое воспроизводство гумуса» и «расширенное воспроизводство гумуса». Если потери гумуса полностью компенсируются новообразованиями гумуса, то в этом случае говорят о простом воспроизводстве гумуса. Если гумуса образуется больше, чем теряется из почвы, то это – расширенное воспроизводство гумуса. Баланс гумуса рассчитали, сопоставляя непосредственный расход гумуса почвы с поступлением его за счет гумификации корневых и пожнивных остатков, подстилочного навоза и соломы, заделываемой в почву после предварительного измельчения. В таблице 24 приведена форма расчета баланса гумуса в 1991-1996 гг. (V цикл агрохимического обследования), когда впервые была получена информация о средневзвешенном содержании гумуса в почвах района. Баланс гумуса рассчитан исходя из структуры посевных площадей, средней урожайности за годы того или иного цикла обследования, насыщенности пашни подстилочным навозом, а также количества соломы, заделываемой в почву в качестве органического удобрения. По нашим расчетам, в исследуемом районе доля соломы зерновых и зернобобовых культур, заделываемой в почву в измельченном виде, с V по VIII циклам обследования составила соответственно 15, 20, 25 и 37 %. Для определения количества минерализуемого и вновь создаваемого гумуса использовали средние коэффициенты минерализации гумуса (К 1), выхода сухой массы корневых и пожнивных остатков (К2), гумификации сухого органического вещества (К3), приведенные в работах Д.С. Орлова, И.Н. Лозановской, П.Д. 145 Таблица 24 Расчет баланса гумуса в пахотных почвах Балтасинского района в среднем в 1991-1995 гг. (V цикл агрохимического обследования) Культуры Показатели Площадь Урожайность Тип и подтип почвы, гранулометрический состав Содержание (%) и запасы гумуса (т/га) в пахотном слое га 14375 1381 5198 6458 3946 4461 836 2286 765 3214 4884 7714 1280 многол. тр. на сено 1 г.п. 3223 т/га 3,07 3,04 3,55 3,63 3,24 1,93 2,58 13,04 37,84 16,68 18,22 3,13 13,26 3,91 3,91 Ед. изм. озимая рожь озимая пшеница яровая пшеница ячмень овес горох вика картофел ь кормовые корнеплоды кукуруза на силос силосные культуры одн.тр. на сено озимые на зел. корм многол. тр. на сено 2 г.п. 6445 чистый пар Итого 6763 73229 - - сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес - % 3,18 3,18 3,18 3,18 3,18 3,18 3,18 3,18 3,18 3,18 3,18 3,18 3,18 3,18 3,18 3,18 - т/га 95,4 95,4 95,4 95,4 95,4 95,4 95,4 95,4 95,4 95,4 95,4 95,4 95,4 95,4 95,4 95,4 - - Потери гумуса Коэффициент минерализации гумуса (К1) Потери гумуса Потери гумуса на всю площадь - 0,010 0,010 0,010 0,010 0,010 0,008 0,008 0,020 0,020 0,020 0,020 0,008 0,008 0,007 0,007 0,025 т/га 0,954 0,954 0,954 0,954 0,954 0,763 0,763 1,908 1,908 1,908 1,908 0,763 0,763 0,668 0,668 2,385 т 13713,8 1317,5 4958,9 6160,9 3764,5 3404,6 638,0 4361,7 1459,6 6132,3 9318,7 5887,3 976,9 2152,3 4304,0 16129,8 84680,8 - - Образование гумуса из корневых и пожнивных остатков (КПО) Коэффициент выхода сухой массы КПО* (К2) Выход сухой массы КПО Коэффициент гумификации сухого органического вещества КПО (К3) Накопление гумуса из КПО Накопление гумуса из КПО на всю площадь - 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,10 0,10 0,07 0,07 0,40 0,10 0,60 1,20 т/га 2,456 2,432 2,840 2,904 2,592 1,544 2,064 1,304 3,784 1,168 1,275 1,252 1,326 2,346 4,692 - - 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,070 0,070 0,150 0,150 0,200 0,150 0,200 0,200 - т/га 0,491 0,486 0,568 0,581 0,518 0,309 0,413 0,091 0,265 0,175 0,191 0,250 0,199 0,469 0,938 т 7061,0 671,7 2952,5 3750,8 2045,6 1377,6 345,1 208,7 202,6 562,9 934,4 1931,6 254,6 1512,2 6048,0 29859,2 Образование гумуса из соломы Выход сырой массы соломы** Коэффициент гумификации соломы натуральной влажности (К3) Накопление гумуса из соломы Накопление гумуса из соломы (15% от общей площади) т/га 4,605 4,56 3,55 3,63 3,24 1,93 2,58 - - 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 - т/га 0,921 0,912 0,71 0,726 0,648 0,386 0,516 т 1985,9 188,9 553,6 703,3 383,6 258,3 64,7 4138,2 Образование гумуса из навоза (подстилочного) Доза внесения навоза Коэффициент гумификации навоза Накопление гумуса из навоза Накопление гумуса из навоза на всю площадь Баланс гумуса (±) т/га 10,0 13,0 18,0 28,0 23,0 23,0 - 0,070 0,070 0,070 0,070 0,070 0,070 т/га 0,700 0,910 1,260 1,960 1,610 1,610 т 10062,5 1256,7 2880,4 1499,4 5174,5 7863,2 28736,8 т/га -0,30 т -21946,6 Прим.: * - коэффициент выхода сухой массы корневых и пожнивных остатков к урожаю основной продукции натуральной влажности; ** - выход сырой массы соломы рассчитаны исходя из соотношения зерна к соломе (яровые зерновые 1:1, озимые зерновые 1:1,5). 146 Попова (1985), В.А. Васильева, Н.В. Филипповой (1988), Е.И. Ломако, Ш.А. Алиева (2002), М.Ю. Гилязова (2011). В V цикле обследования ежегодные потери гумуса в результате его минерализации, в зависимости от возделываемой культуры, составили от 0,668 до 2,385 тонн с каждого гектара. Наибольшее количество гумуса минерализовалось на чистом пару, а минимальное - под многолетними травами. Достаточно интенсивно происходит минерализация гумуса и под пропашными культурами (кукуруза и другие силосные культуры, картофель, кормовые корнеплоды) – 1,908 т/га. На всю площадь пашни потери гумуса составили 84681 тонн или около 1,16 т/га. Расчеты показывают, что из корневых и пожнивных остатков на всю площадь пашни района образуется 29859 т или 0,41 т/га гумуса. Максимальное количество гумуса накапливается из корневых и пожнивных остатков многолетних трав 2-ого года пользования (0,938 т/га), а минимальное (0,091 т/га) – при возделывании картофеля. Как уже отмечалось, в годы проведения V цикла обследования лишь около 15 % валового сбора соломы зерновых и зернобобовых культур оставлялось в поле для заделки в качестве органического удобрения. Поэтому вклад в гумусообразование этой статьи приходной части баланса гумуса оказался относительно небольшим. В целом по району из соломы образовалось 4138 т гумуса, что более чем в 7 раз меньше гумуса, образуемого из корневых и пожнивных остатков растений. Наибольшее количество гумуса из соломы образовалось на ржаном поле (0,921 т/га). Важным источником пополнения запасов гумуса является подстилочный навоз, широко используемый в районе. Несмотря на то, что в 1991-1995 гг. насыщенность пашни подстилочным навозом была чуть выше минимальной за весь период наблюдения (5,6 т/га), гумусооборазование из навоза (28737 т) вполне сопоставило с количеством гумуса, создаваемого из корневых и пожнивных остатков всех культур. 147 Баланс гумуса в V цикле обследования получился отрицательным. Со всей площади пашни района потери гумуса превышают его накопление на 21947 тонн или 0,3 т с каждого гектара ежегодно. Расчеты баланса гумуса для VI-VIII циклов агрохимического обследования даны в приложениях 17-19. В обобщенном виде баланс гумуса в пахотных почвах исследуемого района по циклам агрохимических обследований представлен в таблице 25. Таблица 25 Баланс гумуса в пахотных почвах Балтасинского муниципального района по циклам агрохимических обследований V (19911995 гг.) 3,18 VI (19962000 гг.) 3,09 VII (20012005 гг.) 3,23 VIII (20062010 гг.) 3,17 1,16 1,12 1,20 1,18 0,41 0,45 0,56 0,47 0,06 0,07 0,11 0,12 5,60 5,50 6,40 7,00 0,39 0,39 0,45 0,49 Баланс гумуса, т/га -0,30 -0,21 -0,08 -0,10 Необходимая насыщенность пашни подстилочным навозом для бездефицитного баланса гумуса, т/га 9,88 8,50 7,54 8,43 Показатели Содержание гумуса, % Потери гумуса, т/га Образование гумуса из корневых и пожнивных остатков, т/га Накопление гумуса из соломы и сидератов, т/га Фактическая насыщенность пашни подстилочным навозом, т/га Накопление гумуса из подстилочного навоза, т/га 148 В последующих циклах обследования общая картина баланса гумуса существенно не изменилась. Потери гумуса в расчете на один гектар колебались по циклам обследования от 1,12 до 1,20 т. Образование гумуса из корневых и пожнивных остатков в VI- VIII циклах несколько выросло и составило 0,45-0,56 т/га. За эти годы подросло также гумусообразование из навоза и соломы. В относительных показателях наибольший рост обнаружился в образовании гумуса из соломы. Как видно, в 2005-2010 гг. из соломы образовалось гумуса в два раза больше (0,12 т/га), чем в 1991-1995 гг. (0,06 т/га). Несмотря на эти положительные изменения в приходной части баланса в течение последних 15 лет, баланс гумуса оказался отрицательным. Расчеты показали, что для создания бездефицитного баланса гумуса насыщенность пашни района органическими удобрениями должна быть доведена до 7,54-9,88 т/га, против 5,5-7,0 т/га фактической насыщенности. На наш взгляд, важной статьей приходной части баланса гумуса должна быть замена значительной части чистого пара на сидеральный пар. По нашим расчетам, в случае замены половины площадей чистого пара на сидеральный, в расчете на 1 гектар пашни гумусообразование может составить от 0,06 до 0,09 т/га, в зависимости от урожайности (20-30 т/га) сидеральной культуры. При урожайности сидератов 25 т/га для бездефицитного баланса гумуса в 2005-2010 гг. необходимо было засевать сидеральными культурами около 65 % имеющихся площадей чистого пара. 3.5.2. Баланс азота Азот – важнейший питательный элемент для всех организмов, в том числе растений. Он входит в состав жизненно важных органических веществ – белков, нуклеиновых кислот, хлорофилла, ферментов фосфатидов, гормонов и большинства витаминов. Поэтому оптимизация азотного питания растений и баланса азота в земледелии является одним из главных условий повышения урожайности сельскохозяйственных культур, улучшения качества урожая, 149 плодородия почв и охраны окружающей среды. Только на основе изучения баланса азота можно объективно оценить агрохимическое и агроэкологическое состояние почв, эффективность применения удобрений и прогнозировать возможные изменения плодородия земель на перспективу. Определение баланса азота сопряжено немалыми трудностями в связи с особенностями круговорота данного питательного элемента в природе и земледелии. Ниже приводятся результаты расчета хозяйственного баланса азота с различным охватом приходно-расходных статей. В первом случае (вариант 1) при расчете баланса ограничились сопоставлением хозяйственного выноса азота с урожаями сельскохозяйственных культур в среднем за 1 год в расчете на 1 гектар (без учета биологической азотфиксации, в том числе симбиотической) с поступлением его в составе минеральных и органических удобрений (табл. 26). Таблица 26 Хозяйственный баланс азота в земледелии Балтасинского муниципального района РТ, рассчитанный без учета симбиотической азотфиксации (вариант 1) Статьи баланса Приход всего (кг/га в год), в т.ч. -с минеральными удобрениями -с органическими удобрениями Расход всего (кг/га в год), в т.ч. - хозяйственный вынос без учета симбиотической азотфиксации Баланс азота (кг/га в год) Восполнение выноса, % I Циклы агрохимического обследования II III IV V VI VII VIII 34,3 71,0 94,1 128,1 125,3 104,8 92,3 104,2 5,8 24,1 48,8 85,5 97,3 77,2 60,1 69,4 28,5 46,9 45,3 42,6 28,0 27,6 32,2 34,8 43,4 47,3 71,4 87,9 107,6 116,4 140,9 118,1 43,4 47,3 71,4 87,9 107,6 116,4 140,9 118,1 -9,1 23,7 22,7 40,2 17,7 -11,6 -48,6 -13,9 79 150 132 146 116 90 66 88 150 Во втором варианте расчета баланса, хозяйственный вынос рассчитывался с учетом симбиотической азотфиксации, а именно предполагая, что 2/3 хозяйственного выноса азота бобовыми культурами будет покрываться за счет биологической азотфиксации (табл. 27). Таблица 27 Хозяйственный баланс азота в земледелии Балтасинского муниципального района РТ, рассчитанный с учетом симбиотической азотфиксации (вариант 2) Статьи баланса I Приход всего (кг/га в год), в т.ч. -с минеральными удобрениями -с органическими удобрениями Расход всего (кг/га в год), в т.ч. - хозяйственный вынос с учетом симбиотической азотфиксации* Баланс азота (кг/га в год) Восполнение выноса, % Циклы агрохимического обследования II III IV V VI VII VIII 34,3 71,0 94,1 128,1 125,3 104,8 92,3 104,2 5,8 24,1 48,8 85,5 97,3 77,2 60,1 69,4 28,5 46,9 45,3 42,6 28,0 27,6 32,2 34,8 29,2 32,5 49,5 58,3 72,5 77,6 94,8 77,0 29,2 32,5 49,5 58,3 72,5 77,6 94,8 77,0 5,1 38,5 44,6 69,8 52,8 27,2 - 2,5 27,2 117 218 190 220 173 135 97 135 Прим.: * - симбиотическая азотфиксация составляет 2/3 хозяйственного выноса азота бобовыми культурами. В последующих двух вариантах расчета (табл. 28, 29) была сделана попытка более полного учета приходно-расходных статей баланса азота (вымывание осадками, потери в результате эрозии почв, газообразные потери азота, симбиотическая и несимбиотическая азотфиксация, поступление азота в составе семян и атмосферных осадков), согласно рекомендациям В.Б. Азарова (2000), В.Н. Ефимова и др., (2002), Б.А. Ягодина и др. (2003), В.Г. Минеева (2004). Эти два варианта определения хозяйственного баланса азота между собой отличаются только различными подходами к расчету размеров симбиотической 151 азотфиксации: по Е.И. Ломако (2001) – вариант 3 и по Н.Г. Мязину (2009) – вариант 4. Таблица 28 Хозяйственный баланс азота в земледелии Балтасинского муниципального района РТ (вариант 3) Статьи баланса Приход всего (кг/га в год), в т.ч. -с минеральными удобрениями -с органическими удобрениями -симбиотическая азотфиксация* -прочие поступления** Расход всего (кг/га в год), в т.ч. - хозяйственный вынос без учета симбиотической азотфиксации -газообразные потери из минеральных удобрений -газообразные потери из органических удобрений -вымывание -эрозия Баланс азота (кг/га в год) Восполнение выноса, % I Циклы агрохимического обследования II III IV V VI VII VIII 61,9 98,6 128,8 169,4 171,3 154,5 149,9 156,8 5,8 24,1 48,8 85,5 97,3 77,2 60,1 69,4 28,5 46,9 45,3 42,6 28,0 27,6 32,2 34,8 13,6 13,6 20,7 27,3 32 35,7 43,6 38,6 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 74,1 85,4 115,4 140,7 161,2 164,8 185,7 165,7 43,4 47,3 71,4 87,9 107,6 116,4 140,9 118,1 1,2 4,8 9,8 17,1 19,5 15,4 12,0 13,9 2,9 4,7 4,5 4,3 2,8 2,8 3,2 3,5 1,7 25,0 3,6 25,0 4,7 25,0 6,4 25,0 6,3 25,0 5,2 25,0 4,6 25,0 5,2 25,0 -12,2 13,2 13,4 28,7 10,1 -10,3 -35,8 -8,9 84 115 112 120 106 94 81 95 Прим.: * - размеры симбиотической азотфиксации рассчитаны по Ломако Е.И. (2001); ** - поступление азота в составе семян, атмосферных осадков и благодаря несимбиотической азотфиксации. 152 Средневзвешенный хозяйственный вынос азота по циклам агрохимического обследования почв рассчитали исходя из структуры посевных площадей, средней урожайности культур и зональных нормативов выноса азота на единицу товарной и соответствующее количество побочной продукции. Интенсивность применения удобрений за исследуемый период изменилась весьма существенна (табл. 26). В I цикле агрохимического обследования на каждый гектар пашни в составе минеральных и органических удобрений ежегодно было внесено 34,3 кг д.в. азота. В течение последующих 3-х циклов обследования происходил устойчивый рост применения азотных удобрений, благодаря чему насыщенность пашни азотом в 1986-1990 гг. достигла своего максимума - 128,1 д.в. кг/га в год. В дальнейшем, в течение следующих 3-х туров обследования, наблюдалась обратная картина: постепенное уменьшение поступления азота с удобрениями (92,3 кг д.в./га в 2001-2005 гг.). За годы последнего цикла обследования насыщенность пашни азотом несколько возросла и составила 104,2 кг д.в./га. Интересно, что в I цикле обследования азот поступал в основном в составе органических удобрений: доля азота в составе минеральных удобрений составила только 17 %. В последующие годы, вплоть до середины 90-х годов истекшего века, происходил неуклонный рост доли минеральных удобрений. По итогам V цикла обследования доля минерального азота уже равнялась 78 % от общего поступления азота удобрений. В последнее десятилетие сегмент минеральных удобрений в приходной части баланса азота несколько снизился и стабилизировался на уровне 65-67 %. Упрощенный расчет хозяйственного баланса азота (вариант 1) показывает, что рост урожайности культур и изменения в структуре посевных площадей привели к адекватному росту хозяйственного выноса азота. Напомним, что в данном случае хозяйственный вынос рассчитан без учета биологической азотфиксации бобовых культур. Максимальная его величина (140,9 кг/га в год), обнаруженная в VII цикле обследования, в 3,24 раза больше аналогичного показателя в начале наблюдения. Резкое увеличение поступления азота удобрений 153 с 1965 по 1990 гг. сопровождалось улучшением баланса азота: если в I цикле обследования расход этого элемента превышал приход на 9,1 кг/га в год, то в II-IV циклах наблюдался положительный баланс, причем за годы IV цикла обследования обнаружилась его максимальная величина (+40,2 кг/га в год). Постепенное сокращение поступления азота в почву с удобрениями в последующие годы привело к ухудшению баланса, особенно в годы получения максимальной урожайности (VII цикл обследования). Как видно, если в V цикле обследования баланс азота равнялся +17,7 кг/га в год, то в течение последних 15 лет дефицит азота варьировался в пределах от 11,6 до 48,6 кг/га в год. Наиболее оптимистичным выглядит баланс азота, рассчитанный по 2-ому варианту – с учетом симбиотической азотфиксации (табл. 27). В этом случае другие статьи приходной и расходной части баланса не учитывали, а азотфиксацию бобовых культур приняли равным 2/3 хозяйственного баланса азота. Баланс азота, рассчитанный по второму варианту, оказался положительным или близким к бездефицитному (-2,5 кг/га в год или восполнение выноса на 97 %) за весь период наблюдения. Максимальный профицит баланса азота (+69,8 кг/га в год) обнаружился, как и в первом случае, в годы IV цикла обследования. В третьем варианте расчета хозяйственного баланса азота была сделана попытка более полно учитывать приходно-расходные статьи баланса согласно рекомендациям ряда ученых (табл. 28). В приходной части баланса кроме поступления в составе удобрений учтено поступление азота с атмосферными осадками (5 кг/га) [Азаров В.Б., 2000; Ефимов В.Н., и др., 2002], семенным материалом (3 кг/га) [Донских И.Н., 2004; Ефимов В.Н., и др., 2002], за счет несимбиотической (6 кг/га) [Мязин Н.Г., 2009] и симбиотической азотфиксации. Размеры симбиотической азотфиксации определены по Ломако Е.И. (2001) исходя из того, что поступление азота из многолетних бобово-злаковых трав составляет 65 %, зернобобовых культур - 67 % и однолетних бобово-злаковых трав – 50 % от общего выноса азота урожаями этих культур. Газообразные потери из минеральных и органических удобрений было принято равными соответственно 20 [Донских И.Н., 2004, Мязин Н.Г., 2009] и 10 % [Ефимов В.Н. 154 Таблица 29 Хозяйственный баланс азота в земледелии Балтасинского муниципального района РТ (вариант 4) Статьи баланса Приход всего (кг/га в год), в т.ч. -с минеральными удобрениями -с органическими удобрениями -симбиотическая азотфиксация* -прочие поступления** Расход всего (кг/га в год), в т.ч. - хозяйственный вынос без учета симбиотической азотфиксации -газообразные потери из минеральных удобрений -газообразные потери из органических удобрений -вымывание -эрозия Баланс азота (кг/га в год) Восполнение выноса, % I Циклы агрохимического обследования (годы) II III IV V VI VII VIII 55,5 91,8 118,7 155,8 155,2 136,5 128,5 137,7 5,8 24,1 48,8 85,5 97,3 77,2 60,1 69,4 28,5 46,9 45,3 42,6 28,0 27,6 32,2 34,8 7,2 6,8 10,6 13,7 15,9 17,7 22,2 19,5 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 74,1 85,4 115,4 140,7 161,2 164,8 185,7 165,7 43,4 47,3 71,4 87,9 107,6 116,4 140,9 118,1 1,2 4,8 9,8 17,1 19,5 15,4 12,0 13,9 2,9 4,7 4,5 4,3 2,8 2,8 3,2 3,5 1,7 25,0 3,6 25,0 4,7 25,0 6,4 25,0 6,3 25,0 5,2 25,0 4,6 25,0 5,2 25,0 -18,6 6,4 3,3 15,1 -6,0 -28,3 -57,2 -28,0 75 107 103 111 96 83 69 83 Прим.: * - размеры симбиотической азотфиксации рассчитаны по Н.Г. Мязину (2009); ** - поступление азота в составе семян, атмосферных осадков и благодаря несимбиотической азотфиксации. и др., 2002, Мязин Н.Г., 2009], потери эрозией – 25 кг/га в год [Мязин Н.Г., 2009], вымыванием - 5 % от внесенного азота в составе минеральных и органических 155 удобрений [Ягодин Б.А. и др., 2003]. Изменения баланса азота по циклам агрохимического обследования, рассчитанные по вариантам 1 и 3, во многом сходны: положительный баланс азота, с максимумом в IV цикле обследования, наблюдался в 1971-1995 гг., а до и после этого периода обнаружился дефицит азота. Четвертый вариант расчета хозяйственного баланса азота от третьего отличается методом определения величины симбиотической азотфиксации (табл. 29). В этом случае размеры азотфиксации бобовыми культурами рассчитывали согласно рекомендациям Мязина Н.Г. (2009): 25 кг азота на 1 тонну основной продукции зернобобовых культур, 15 и 9 кг азота на 1 т сена многолетних и однолетних бобово-злаковых трав соответственно. Баланс азота, приведенный в табл. 29, может быть характеризован как наиболее пессимистичный по сравнению с предыдущими балансовыми расчетами. Как видно, только в течение трех циклов агрохимического обследования почв (1971-1990 гг.), баланс азота складывался положительным, причем поступление превышало расход азота лишь на 3-11 % (восполнение выноса 103-111 %). Наибольший дефицит азота в земледелии района, также как и предыдущих вариантах расчета, наблюдается в годы VII цикла обследования. В целом, колебания в динамике баланса азота в земледелии района, независимо от методических подходов к его расчету, примерно одинаковые, что наглядно иллюстрируется на рисунке 36. Об этом же говорят данные табл. 30. Как видно, коэффициенты корреляции баланса азота, рассчитанного с использованием рекомендаций ряда исследователей, оказались весьма тесными. Наиболее высокая корреляция обнаружилась между первым и третьим вариантами расчета хозяйственного баланса азота (r=0,994). Если исходить из предположения, что истина находится где-то в середине, то относительно объективную картину складывающегося хозяйственного баланса, видимо, дают первый и третий варианты его расчета. 156 80 60 Баланс азота, кг/га в год 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -20 -40 -60 -80 Циклы обследования почв вариант 1 вариант 2 вариант 3 вариант 4 Рис. 36. Динамика баланса азота в земледелии Балтасинского района РТ за 19652010 гг., рассчитанного с различным охватом его приходно-расходных статей Таблица 30 Коэффициенты корреляции между хозяйственными балансами азота, рассчитанными различными методами (варианты расчета) Варианты расчета хозяйственного вариант 1 вариант 2 вариант 3 вариант 4 баланса азота вариант 1 1 вариант 2 0,908 1 вариант 3 0,994 0,940 1 вариант 4 0,992 0,849 0,978 1 157 Из этих двух вариантов наиболее простым для расчета, безусловно, является первый, то есть определение баланса сопоставлением хозяйственного выноса азота с урожаями без учета биологической азотфиксации, в том числе симбиотической, с поступлением его в составе минеральных и органических удобрений. Таким образом, из четырех вариантов расчета баланса азота наиболее реалистичными можно считать 1-ый и 3-ий варианты расчета, а простым – 1-ый вариант. Базируясь на результатах определения хозяйственного баланса по вариантам 1 и 3, можно отметить, что баланс азота за годы исследования изменился волнообразно: дефицит азота в I цикле сменился на профицит в последующих 4-х циклах (1971-1995 гг.), однако последние три цикла опять характеризовались отрицательным балансом азота. Такая динамика хозяйственного баланса азота в земледелии исследуемого района в основном была обусловлена соответствующими изменениями в двух основных статьях: поступление азота в составе удобрений (минеральных и органических) и хозяйственный вынос с урожаями. Если первые 4 цикла обследования (19651990 гг.) отличались постоянным ростом поступления азота с удобрениями, то последующие 3 цикла (1991-2005 гг.) характеризовались заметным уменьшением применения удобрений. Несмотря на уменьшение применения удобрений в V-VII циклах именно эти годы выделялись постоянным ростом хозяйственного выноса азота, в значительной мере благодаря благоприятным погодным условиям. За годы последнего цикла обследования снижение урожайности из-за погодных условий и соответственно хозяйственного выноса несколько смягчило баланс азота, однако он остался в отрицательной зоне. 3.5.3. Баланс фосфора Данные по применению фосфорных удобрений показали, что начиная с I цикла (1965-1970 гг.) по IV циклы обследования (1986-1990 гг.) насыщенность пашни фосфором (суммарное количество фосфора, внесенное в составе 158 минеральных и органических удобрений) устойчиво возрастала (табл. 31). Таблица 31 Баланс фосфора в пашне Балтасинского муниципального района РТ в среднем за год, кг/га (1965-2010 гг.) Циклы обследования (годы) I (1965-1970 гг.) II (1971-1979 гг.) III (1980-1985 гг.) IV (1986-1990 гг.) V (1991-1995 гг.) VI (1996-2000 гг.) VII (2001-2005 гг.) VIII (2006-2010 гг.) Вынос с урожаями, кг/га в год Поступление с удобрениями, кг д.в./га минераль- органивсего ными ческими Баланс Степень фосфора, восполнения, кг/га % 13,5 19,0 4,7 14,3 5,5 141 14,1 35,3 11,9 23,4 21,2 250 21,6 52,0 29,3 22,7 30,4 241 25,3 72,6 51,3 21,3 47,3 287 31,6 72,4 58,4 14,0 40,8 229 33,3 60,1 46,3 13,8 26,7 180 40,3 52,2 36,1 16,1 11,9 130 32,8 31,7 14,3 17,4 -1,1 97 Так, если в 1965-1970 гг. на гектар пашни вносили 19,0 кг д.в./га фосфора, то через 20 лет насыщенность пашни фосфорными удобрениями увеличилась примерно в 3,8 раза и достигла 72,6 кг д.в./га. Максимальная насыщенность пашни фосфорными удобрениями (93,7 кг д.в./га) наблюдалась в 1993 году. В дальнейшем применение фосфорных удобрений существенно уменьшилось, и насыщенность пашни фосфорными удобрениями в 2006-2010 гг. составила только 159 31,7 кг д.в./га. В I цикле обследования (1965-1970 гг.) хозяйственный баланс фосфора равнялся +5,5 кг/га в год, степень восполнения составила 141 %. Увеличение поступления фосфора в составе удобрений позволило в последующие годы существенно улучшить хозяйственный баланс данного элемента, благодаря чему в IV цикле (1986-1990 гг.) баланс составил +47,3 кг/га, что в 8,6 больше показателя I цикла обследования. В последующих четырех циклах агрохимического обследования обнаружилась совсем иная картина, а именно шло постепенное ухудшение баланса фосфора. К сожалению, в VIII цикле обследования хозяйственный баланс фосфора стал отрицательным (-1,1 кг/га в год). Таким образом, в земледелии исследуемого района с 1965 по 2010 годы в насыщенности пашни фосфорными удобрениями и хозяйственном балансе питательных элементов произошли значительные изменения. Уровень применения минеральных и органических удобрений существенно повлиял на хозяйственный баланс фосфора. Максимальный положительный хозяйственный баланс фосфора наблюдался в IV цикле (+47,3 кг/га). В течение последних 20 лет (1991-2010 гг.) происходит постепенное ухудшение хозяйственного баланса фосфора, главным образом из-за резкого снижения уровня применения фосфорных удобрений. 3.5.4. Баланс калия Поступление калия в почву в составе органических и минеральных удобрений по циклам агрохимических обследований изменилось весьма существенно и разнонаправленно: если до IV цикла включительно происходил постоянный рост, то в последующих циклах наблюдалось такое же постоянное его снижение (табл. 32). Размеры варьирования насыщенности пашни калием были примерно в 2 раза меньше колебаний насыщенности пашни фосфором. Так, если максимальное поступление фосфорных удобрений в IV цикле обследования 160 Таблица 32 Баланс калия в пашне Балтасинского муниципального района РТ в среднем за год, кг/га (1965-2010 гг.) Поступление с удобрениями, кг д.в./га минераль- органичесвсего ными кими Циклы обследования (годы) Вынос с урожаями, кг/га в год Баланс калия, кг/га Степень восполнения, % I (1965-1970 гг.) II (1971-1979 гг.) III (1980-1985 гг.) IV (1986-1990 гг.) V (1991-1995 гг.) VI (1996-2000 гг.) VII (2001-2005 гг.) VIII (2006-2010 гг.) 30,7 40,5 6,3 34,2 9,8 132 35,5 71,3 15,0 56,3 35,8 201 53,0 73,9 19,5 54,4 20,9 139 63,9 85,3 34,2 51,1 21,4 133 75,5 72,5 38,9 33,6 -3,0 96 80,4 64,0 30,9 33,1 -16,4 80 94,6 62,7 24,0 38,6 -31,9 66 78,2 56,1 14,3 41,8 -22,1 72 (1986-1990 гг.) превышало аналогичный показатель I цикла (1965-1970 гг.) в 3,8 раза, то за те же годы поступление калия возросло только в 2,1 раза. Калий, как правило, больше поступал в почву в составе органических удобрений, особенно в первых двух сроках наблюдения. Исключение составил лишь V цикл обследования, когда поступление калия в составе минеральных удобрений было на 5,3 кг/га больше, чем с органическими удобрениями. Доля калия, вносимого в составе органических удобрений, опять существенно возросла в последний срок наблюдения (VIII цикл обследования). Вынос калия с урожаями сельскохозяйственных культур с I по VII циклы обследования постепенно увеличился, как за счет роста урожайности, так и за счет расширения площадей калийлюбивых культур. Только в последнем цикле обследования, главным образом, в результате резкого снижения урожайности всех культур из-за засухи в 2010 г., произошло существенное уменьшение хозяйственного выноса калия. 161 В 1965-1970 гг. (I цикл обследования) поступление калия в почву в составе удобрений превышало вынос с урожаями на 9,8 кг/га, то есть складывался положительный баланс этого элемента, а степень восполнения составила 132 %. Во втором цикле обследования была достигнута максимальная величина положительного баланса калия: + 35,5 кг/га в год. В течение последующих 10 лет (1980-1990 гг.), несмотря на значительный рост выноса с урожаями, стабильно удерживался положительный баланс калия (около +21 кг/га). К сожалению, в последующих трех циклах наблюдается всевозрастающий отрицательный баланс калия. Ежегодный вынос с урожаями превышает поступление калия в составе удобрений от 3,0 до 31,9 кг/га. В последний цикл обследования (2006-2010 гг.) степень восполнения калия несколько возросла, однако баланс остался явно отрицательным (-22,1 кг/га). Причем, данное изменение было обусловлено не увеличением поступления калия, а существенным уменьшением хозяйственного выноса. 3.5.5. Баланс карбонатов кальция и магния Из корнеобитаемого слоя кальций и магний отчуждаются с урожаями сельскохозяйственных смываются культур, поверхностным вымываются стоком и по почвенному расходуются для профилю, нейтрализации физиологически кислых удобрений. Эти отчуждения могут быть компенсированы известкованием, фосфоритованием, внесением органических и некоторых минеральных удобрений. Статьи баланса кальция и магния нами рассчитаны исходя из урожайности культур, объемов применения известковых удобрений, фосфоритной муки, органических и минеральных удобрений, которые были подробно рассмотрены в разделах 3.2 и 3.4. При этом исходили из следующих ориентировочных значений: среднее содержание карбонатов кальция и магния в составе органических удобрений 12,5 кг/т, фосфоритной муки – 220 кг/т, известковых удобрений 752 кг/т. Потери этих веществ из почвы за счет вымывания и водной эрозии, согласно 162 данным Давлятшина И.Д. и др. (2013), взяты равными 201,4 кг/га. Обобщенные данные по балансу карбонатов кальция и магния в пахотных почвах исследуемого района по циклам агрохимических обследований приведены в таблице 33. Таблица 33 Баланс кальция и магния в пахотных почвах Балтасинского района Республики Татарстан по циклам агрохимических обследований Статьи баланса Приход, всего Циклы агрохимического обследования I II III IV V VI VII VIII 287,3 383,5 531,3 739,9 680,2 595,1 528,2 485,1 100 100 100 100 100 100 100 100 в т. ч. -в составе известковых удобрений -в составе органических удобрений -в составе фосфоритной муки Расход, всего в т. ч. -с урожаями культур -вымывание и водная эрозия 216,3 266,3 417,5 630,0 608,3 526,1 447,2 398,1 75,3* 69,4 78,6 85,1 89,4 88,4 84,7 82,1 71,0 24,7 0 0 117,0 113,0 107,0 70,0 30,5 21,3 14,5 10,3 0,2 0,1 0,8 0,1 2,9 0,4 1,9 0,3 69,0 11,6 81,0 15,3 87,0 17,9 0 0 0 0 0 0 269,1 343,1 364,1 470,4 506,6 463,5 486,5 460,5 100 100 100 100 100 100 100 100 29,0 33,0 10,8* 9,6 48,0 13,2 62,0 13,2 74,0 14,6 82,0 17,7 97,0 19,9 82,0 17,8 201,4 201,4 201,4 201,4 201,4 201,4 201,4 201,4 74,8 58,7 55,3 42,8 39,8 43,5 41,4 43,7 -нейтрализация физиологически кислых удобрений Баланс ± 38,7 14,4 108,7 114,7 207,0 231,2 180,1 188,1 177,1 31,7 31,5 44,0 45,6 38,9 38,7 38,5 18,2 40,4 107 112 167,2 269,5 173,6 131,6 41,7 24,6 109 105 Степень восполнения, % 146 157 134 128 Прим.: * - в числителе в кг/га в год, в знаменателе – в процентах от общего расхода или прихода. 163 Основной статьей приходной части баланса кальция и магния является известкование. Количество карбонатов, поступивших в составе известковых удобрений, колебалось по циклам агрохимического обследования от 216,3 до 630,0 кг/га или 75,3-89,4 % от общего прихода. Наблюдался постепенный рост этой статьи с I по IV циклы обследования. Но в дальнейшем, из-за сокращения бюджетного финансирования известкования, среднегодовое поступление карбонатов постепенно уменьшилось до 485,1 кг/га в год в последнем туре обследования (2006-2010 гг.). В разные периоды в составе органических удобрений вносилось от 69,0 до 117,0 кг/га в год карбонатов кальция и магния, что составило 10,3- 30,5 % приходной части. Достаточно заметным был вклад органических удобрений в приходной части баланса в течение первых трех циклов агрохимического обследования (1965-1985 гг.). Доля карбонатов органических удобрений в приходной части баланса также несколько выросла в последний срок наблюдения (2006-2010 гг.). Еще одна статья приходной части баланса – фосфоритование. Этот мелиоративный прием проводился в 1971-1995 гг. (II-V циклы обследования) ежегодно на площади от 0,5 до 2,7 тыс. га. Вклад этого мелиоративного приема оказался весьма скромным - поступление 0,2-2,9 кг/га кальция и магния в год, что составило менее 1 % от приходной части баланса. Ежегодный расход карбонатов кальция и магния с первого по пятый циклы обследования выросло с 269,1 до 506,5 кг/га, а в течение последующих трех циклов агрохимического обследования относительно стабилизировался в пределах 460,5-486,5 кг/га в год. Почти двукратный рост общего расхода кальция и магния за I-V циклы обследования обусловлено, на наш взгляд, с ростом интенсификации земледелия в эти годы (1965-1995 гг.). Как справедливо отмечают Шильников И.А. и др., (2008), при интенсификации земледелия почвы быстро обедняются основаниями в результате выноса кальция и магния с урожаями сельскохозяйственных культур, но главным образом, вследствие миграции их из корнеобитаемого слоя с инфильтрационными водами. 164 Действительно, в расходной части баланса наиболее существенная потеря кальция и магния происходит именно в результате выщелачивания и водной эрозии. Вследствие этого количество потерь в изучаемом районе составляет от 39,8 до 74,8 % от общего расхода карбонатов. В течение последних трех циклов обследования относительная доля потерь кальция и магния инфильтрацией стабилизировалась на уровне 41,4-43,7 %. Расход кальция и магния на нейтрализацию физиологически кислых минеральных удобрений сильно колебался по циклам обследования. Так, расход кальция и магния на нейтрализацию минеральных удобрений в пятом цикле обследования превышал аналогичный показатель первого цикла почти в 6 раз. Максимальный расход карбонатов на нейтрализацию кислотности удобрений (231,2 кг/га в год) обнаружился в 1991-1995 гг. (V цикл обследования) и составил 45,6 % от общего расхода. В течение двух циклов обследования (1991-2000 гг.) удельный вес данной статьи расхода оказался даже больше, чем потери карбонатов кальция и магния выщелачиванием и в результате водной эрозии. Среднегодовой вынос кальция и магния с урожаями сельскохозяйственных культур увеличился с 29 кг/га в I цикле обследования (1965-1970 гг.) до 97 кг/га в VII цикле (2001-2005 гг.), то есть произошел рост в 3,3 раза. В последнем VIII цикле обследования (2006-2010 гг.) количество выноса несколько уменьшилось и составило 82 кг/га в год. В целом доля хозяйственного выноса кальция и магния с урожаями сельскохозяйственных культур в общем расходе этих веществ оказался относительно небольшим, и варьировала от 9,6 до 19,9 %. Во все сроки наблюдения количество поступивших в почву карбонатов кальция и магния превышало их отчуждение из почвы, то есть складывался положительный баланс в размере от 18,2 до 269,5 кг/га в год. Степень восполнения расходов кальция и магния с I по IV циклы обследования стабильно росло, однако в дальнейшем наблюдалось, к сожалению, такое же стабильное еѐ падение. Графическое изображение динамики баланса питательных макроэлементов представлено на рисунке 37. гумуса и основных 165 Гумус Баланс гумуса, т/га в год 1991-1995 гг. 1996-2000 гг. 2001-2005 гг. 2006-2010 гг. 0 -0,1 -0,2 y = -0,0275x2 + 0,2105x - 0,4925 R² = 0,9427 -0,3 -0,4 Баланс фосфора, кг/га в год Баланс азота, кг/га в год Азот 1965-1970 1971-1979 1980-1985 1986-1990 1991-1995 1996-2000 2001-2005 2006-2010 гг. гг. гг. гг. гг. гг. гг. гг. 40 20 0 -20 y = 0,4602x4 - 7,0472x3 + 31,112x2 - 34,79x - 0,0071 R² = 0,933 -40 Фосфор y = -3,2613x2 + 28,039x - 20,173 R² = 0,9347 60 40 20 0 -20 1965-1970 1971-1979 1980-1985 1986-1990 1991-1995 1996-2000 2001-2005 2006-2010 гг. гг. гг. гг. гг. гг. гг. гг. Баланс калия, кг/га в год Калий 1965-1970 1971-1979 1980-1985 1986-1990 1991-1995 1996-2000 2001-2005 2006-2010 гг. гг. гг. гг. гг. гг. гг. гг. 40 20 0 -20 y = 0,0145x4 + 0,8743x3 - 14,866x2 + 56,588x - 31,277 R² = 0,9618 -40 Баланс кальция и магния, кг/га в год Кальций и магний 300 200 y = -16,251x2 + 144,46x - 127,31 R² = 0,7617 100 0 -100 1965-1970 1971-1979 1980-1985 1986-1990 1991-1995 1996-2000 2001-2005 2006-2010 гг. гг. гг. гг. гг. гг. гг. гг. Рис. 37. Динамика баланса гумуса и основных питательных макроэлементов в пахотных почвах Балтасинского района РТ по циклам агрохимических обследований 166 Характер изменения динамики баланса гумуса в течение последних четырех циклов обследования можно было описать полиномиальным уравнением второй степени. Во все сроки наблюдения баланс гумуса складывался отрицательным, но улавливается тенденция уменьшения дефицитности баланса гумуса. Некоторое улучшение баланса гумуса по циклам агрохимического обследования было обусловлено, на наш взгляд, увеличением площадей многолетних трав, доли заделываемой в почву соломы и насыщенности пашни подстилочным навозом. Динамика баланса азота и калия с одной стороны, фосфора и карбонатов кальция и магния, с другой, существенно различаются друг от друга. Баланс азота (3-ий вариант расчета) и калия изменился волнообразно: периоды положительного баланса сменились с отрицательным балансом. Для описания характера изменения баланса этих элементов по циклам агрохимических обследований лучше подходило полиномиальное уравнение четвертой степени. Баланс кальция и магния за весь наблюдаемый период был положительным, хотя величины профицита постоянно менялись: если в течение первых четырех циклов обследования происходил постоянный его рост, то в последующих циклах наблюдалось – уменьшение. Примерно таким же образом изменялась динамика баланса фосфора, лишь той разницей, что в последний срок обнаружился небольшой дефицит. Динамику изменения баланса фосфора, кальция и магния по циклам обследований можно было описать полиномиальным уравнением второй степени. Следует также отметить, что за весь период наблюдений (45 лет) средневзвешенные балансы азота, фосфора, калия и карбонатов кальция и магния оказались положительными (приложение 20, 21). Представленные на рисунках 38 и 39 графики иллюстрируют зависимость балансов основных питательных элементов от уровня применения минеральных, органических и известковых удобрений. 167 Баланс азота, кг/га 40 y = 0,0141x - 3,5772 R² = 0,0005 20 0 0 20 40 60 80 100 120 -20 -40 Насыщенность пашни минеральными азотными удобрениями, кг д.в./га Баланс фосфора, кг/га 50 y = 0,6764x + 1,5044 R² = 0,6347 40 30 20 10 0 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 Насыщенность пашни минеральными фосфорными удобрениями, кг д.в./га Баланс калия, кг/га 40 y = -0,3425x + 9,6514 R² = 0,0254 20 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 -20 -40 Баланс кальция и магния, кг/га Насыщенность пашни минеральными калийными удобрениями, кг д.в./га 300 250 200 150 100 50 0 -50 0 y = 0,5007x - 111,3 R² = 0,6621 100 200 300 400 500 Внесено известковых удобрений, кг/га 600 700 Рис. 38. Корреляция баланса питательных элементов от уровня применения минеральных и известковых удобрений (1965-2010 гг.) 40 40 30 20 10 0 -10 0 -20 -30 -40 y = 9,3568x - 69,651 R² = 0,5714 5 30 10 Баланс азота, кг/га Баланс азота, кг/га 168 20 y = 0,1476x - 16,662 R² = 0,0496 10 0 -10 0 50 100 150 -20 -30 -40 Насыщенность пашни органическими удобрениями, т/га Азот в составе минеральных и органических удобрений, кг д.в./га Баланс фосфора, кг/га 30 20 10 0 -10 Баланс калия, кг/га y = 2,53x + 4,748 R² = 0,0595 40 0 40 30 20 10 0 -10 0 -20 -30 -40 y = 10,537x - 73,527 R² = 0,5097 5 10 Насыщенность пашни органическими удобрениями, т/га 50 40 y = 0,6836x - 12,71 R² = 0,8121 30 20 10 0 -10 0 5 10 Насыщенность пашни органическими удобрениями, т/га Баланс калия, кг/га Баланс фосфора, кг/га 50 40 30 20 10 0 -10 0 -20 -30 -40 50 100 Фосфор в составе минеральных и органических удобрений, кг д.в./га y = 0,6839x - 43,154 R² = 0,1474 50 100 Калии в составе минеральных и органических удобрений, кг д.в./га Баланс кальция и магния, кг/га 300 250 y = 12,605x + 18,225 R² = 0,0503 200 150 100 50 0 0 2 4 6 8 Насыщенность пашни органическими удобрениями, т/га 10 Рис. 39. Корреляция баланса питательных элементов от уровня применения органических удобрений и их сочетаний с минеральными удобрениями 169 Существенное положительное влияние на баланс азота оказал уровень применения органических удобрений, о чем свидетельствует величина коэффициента детерминации (R2=0,571). Корреляция баланса фосфора весьма тесной оказалась от суммы фосфора, внесенного в составе органических и минеральных удобрений (R2=0,812). Кроме того, существенной была корреляция баланса фосфора и от уровня применения минеральных удобрений (R2=0,634). Наиболее значимая корреляция (R2=0,509) обнаружилась между балансом калия и насыщенностью пашни органическими удобрениями. Максимальное влияние на баланс кальция и магния, как и можно было ожидать, оказал уровень применения известковых удобрений (R2=0,662). Таким образом, если на баланс азота и калия наибольшее влияние оказали органические удобрения, то на баланс фосфора и карбонатов кальция и магния соответственно минеральные и известковые удобрения. 3.5.6 Разработка нормативов затрат удобрений для воспроизводства плодородия почв на базе балансовых расчетов Расчет необходимых норм внесения удобрений для расширенного воспроизводства плодородия почв базируется на так называемых нормативах затрат удобрений для изменения того или иного агрохимического показателя на одну единицу, например, для повышения содержания подвижных форм фосфора или калия на 1 мг/кг почвы, сдвига величины рН на 0,1 единицу и т.д. Нами сделана попытка на основе установленных балансов фосфора, калия, карбонатов кальция и магния, а также динамики агрохимических показателей за 45 лет рассчитать нормативы затрат соответствующих удобрений для повышения содержания подвижных форм питательных элементов на 1 мг/кг почвы или сдвига величины рН от одной тонны карбонатов (табл.34, приложения 20 и 21). Средневзвешенный баланс фосфора в пахотных почвах изучаемого района за 45 лет оказался с существенным профицитом (1034,2 кг/га). За этот же период содержание подвижного фосфора в пахотном слое с 46 мг/кг выросло до 134 170 Таблица 34 Нормативы затрат удобрений, карбонатов кальция и магния для повышения содержания подвижных форм фосфора, калия и величины рН солевой вытяжки в пахотном слое серых лесных и дерново-подзолистых почв Показатели Фосфор Калий Карбонаты кальция и магния Баланс за 45 лет, кг/га + 1034,2 + 246,4 + 4681,0 Изменение средневзвешенного показателя почвы (содержание подвижных форм, величина рН) за 45 лет + 88 мг/кг + 32 мг/кг + 0,2 рН Нормативы затрат питательного элемента* для повышения содержания подвижных форм фосфора или калия на 1 мг/кг 11,8 ≈12 кг/га Р2О5 7,7≈8 кг/га К2О - Норматив сдвига величины рН солевой вытяжки от 1 т карбонатов кальция и магния** - - 0,043 Прим.: * - внесено в составе минеральных, органических удобрений и химических мелиорантов; ** - внесено в составе химических мелиорантов и органических удобрений. мг/кг, то есть положительный баланс фосфора обеспечил повышение обеспеченности почв подвижными существенное формами фосфора. Следовательно, для повышения содержания подвижного фосфора в пахотном слое почвы на 1 мг/кг в среднем израсходовалось около 12 кг/га действующего вещества (Р2О5), внесенного в составе минеральных, органических удобрений и фосфоритной муки. Средневзвешенный баланс калия в целом за 45 лет также оказался положительным (246,4 кг/га), хотя более скромным по сравнению с балансом фосфора. Положительный баланс калия также обеспечил повышение средневзвешенного содержания подвижного калия на 32 мг/кг. Для повышения содержания подвижного калия в почвах района на 1 мг/кг потребовалось 171 примерно 8 кг/га К2О, привнесенного в составе минеральных и органических удобрений. Полученные нами нормативы затрат удобрений для повышения содержания подвижных форм фосфора и калия в пахотных почвах района на основе балансовых расчетов за длительный период несколько отличаются от прежних зональных рекомендаций [Вальников И.У. и др., 1983], и, как нам кажется, являются наиболее реалистичными для практического применения в настоящее время. Профицит карбонатов кальция и магния за весь исследуемый период составил 4681 кг/га. Изменение величины рН солевой вытяжки за указанный срок изменился относительно немного, всего на 0,2 единицы рН. Несложные расчеты показывают, что от одной тонны карбонатов кальция и магния величина рН солевой вытяжки почв района повысилась на 0,043 единиц, что существенно меньше зональных рекомендаций (0,080-0,100), полученных в стационарных полевых опытах [Калимуллин Н.М. и др., 2009]. Возможно размеры потерь карбонатов кальция и магния вымыванием и смывом, взятые нами для расчета баланса по данным И.Д. Давлятшина и др. (2013), оказались несколько заниженными. Как уже отмечалось, средневзвешенный баланс азота в земледелии района за весь период наблюдений (приложение 21) также оказался положительным (45,0 кг/га), однако отсутствие данных о динамике подвижных форм азота в почве, и, конечно же, высокая миграционная способность этого элемента в окружающей среде, не позволяют определить нормативы затрат азотных удобрений аналогично фосфорным и калийным удобрениям. Баланс гумуса, определенный за более короткий срок (1991-2010 гг.), во всех циклах обследования был отрицательным, что предопределило невозможность установления искомых нормативов затрат для гумуса. Таким образом, на основе сопряженного изучения хозяйственного баланса и динамики подвижных форм фосфора и калия в пахотных почвах района установлено, что для повышения содержания подвижных форм фосфора и калия 172 на 1 мг/кг почвы в составе удобрений необходимо вносить соответственно 12 и 8 кг/га Р2О5 и К2О. 3.6. Агрономическая и экономическая эффективность применения органических и минеральных удобрений Эффективность применения удобрений в районе оценена исходя из средней урожайности культур, насыщенности пашни органическими и минеральными удобрениями за последние 5 лет наблюдений (2006-2010 гг.) с учетом сложившейся системы удобрения отдельных культур. Нормы минеральных удобрений (кг д.в./га) под зерновые и зернобобовые культуры варьировали от 60 (горох, вика) до 150 (ячмень); однолетние и многолетние травы – от 90 до 95; пропашные культуры - от 130 (силосные) до 297 (кормовые корнеплоды). Подстилочный навоз вносился на значительную часть площадей пшеницы озимой и ржи, картофеля, кормовых корнеплодов, кукурузы на силос. В расчете на всю площадь культур, получивших органическое удобрение, средние дозы внесения подстилочного навоза составили от 14 до 40 т/га. Окупаемость удобрений рассчитали по методике, применяемой агрохимической службой республики для оценки эффективности удобрений в производственных условиях, которая изложена в «Справочнике агрохимика Республики Татарстан» [Давлятшин И.Д. и др., 2013]. Долевое участие удобрений в урожае рассчитано с использованием специальных уравнений регрессии (приложение 22). Прибавка урожая от удобрений рассчитана по уравнению: Ï óä. Óô Ä ó Ê 100 , где Пу – прибавка урожая от удобрений, ц/га; Уф – фактическая урожайность, ц/га; (4) 173 Ду – долевое участие удобрений в урожае, %; К – поправочный коэффициент на агрохимические свойства почвы, учитывающий обеспеченность почв подвижными формами фосфора и калия (приложение 23). Уравнения регрессии, необходимые для расчета нормативной окупаемости удобрений (Он) даны в приложении 24. С учетом того, что органические удобрения оказывают влияние не только на урожайность той культуры, под которую они вносятся, но и на последующие культуры севооборота, одна треть питательных веществ распределена равномерно между всеми культурами, под которых органические удобрения не внесены. Данные таблицы 35 показывают, что пропашные и озимые культуры от 55 % (кормовые корнеплоды) до 68 % (кукуруза на силос) питательных веществ получили из органических удобрений. В целом, за годы последнего цикла агрохимического обследования в составе минеральных и органических удобрений было внесено примерно одинаковое количество питательных элементов, соответственно 98 и 94,5 кг д.в./га. Долевое участие удобрений в урожае отдельных культур колебалось от 15 % до 66 %. Минимальное участие удобрений (около 15 %) наблюдалось при формировании урожая гороха и вики. За счет удобрений создавался примерно 25-30 % урожая многолетних и однолетних трав. Среди зерновых культур долевое участие удобрений в урожае варьировала от 30 % (яровая пшеница) до 42 % (ячмень). Максимальное участие удобрений в формировании урожая обнаружилось при возделывании кукурузы на силос (47 %) и кормовых корнеплодов (66 %). Окупаемость 1 кг NPK в составе минеральных и органических удобрений прибавками урожая различных культур колеблется в значительных пределах. Наименьшая окупаемость удобрений зерном (2,5-3,3 кг/кг) была на посевах гороха и вики (49-63 % от нормативной окупаемости). Относительно невысокой оказалась окупаемость 1 кг действующего вещества удобрений зерном пшеницы и ржи (4,0-4,5 кг). Среди зерновых культур максимальная отдача от удобрений 174 Таблица 35 Эффективность применения удобрений в Балтасинском районе Республики Татарстан в 2006-2010 гг. Культуры Озимая пшеница Озимая рожь Яровая пшеница Ячмень Овес Горох Вика Картофель Кормовые корнеплоды Кукуруза на силос Однолетние травы на сено Многолетние травы на сено Внесено NPK, кг/га действующего вещества Доля участия в том числе с удобрениями удобрений в урожае, % минеральорганичесными кими Прибавка урожая от удобрений, т/га Окупаемость удобрений прибавкой урожая Урожайность, т/га всего 3,45 3,28 3,27 4,48 4,11 2,21 2,85 20,9 220 201 173 194 154 104 104 384 85 75 129 150 110 60 60 150 135 126 44* 44* 44* 44* 44* 234 31,70 32,21 29,94 41,67 36,70 14,87 14,87 39,14 0,876 0,846 0,783 1,493 1,207 0,263 0,339 6,540 3,98 4,21 4,52 7,69 7,84 2,53 3,26 17,03 5,12 5,06 5,01 5,04 5,00 5,15 5,15 26,38 78 83 90 153 157 49 63 65 51,7 657 297 360 65,90 27,274 41,51 24,98 166 21,5 400 130 270 47,06 8,090 20,22 32,79 62 3,00 139 95 44* 30,22 0,725 5,22 5,02 104 3,64 134 90 44* 25,19 0,733 5,47 5,02 109 Прим.: * - последействие органических удобрений. фактинормаческая тивная кг продукции на 1 кг NPK %к нормативной 175 получена на посевах ячменя и овса: 7,7-7,8 кг зерна на 1 кг, что более чем в 1,5 раза выше нормативной окупаемости. Окупаемость удобрений основной продукцией картофеля и кукурузы на силос составила 17-20 кг/кг, что заметно ниже нормативной окупаемости. Фактическая отдача от удобрений на посевах однолетних и многолетних трав, возделываемых на сено, была чуть выше нормативной и равнялась 5,2-5,5 кг/кг. Максимальную окупаемость органических и минеральных удобрений обеспечили кормовые корнеплоды: 41,5 кг основной продукции на 1 кг действующего вещества, что в 1,66 раз больше нормативной окупаемости. Таким образом, окупаемость 1 кг д.в. NРК в составе минеральных и органических удобрений составила: 4,0-7,8 кг зерна, 5,2-5,5 кг сена, 17-41 кг силосной массы и корне-, клубнеплодов. Органические и минеральные удобрения максимальную агрономическую и экономическую эффективность проявили при внесении под кормовые корнеплоды. Расчеты экономической эффективности применения удобрений приведены в таблице 36. Стоимость прибавки урожая рассчитали исходя из средней цены производителей сельскохозяйственной продукции по Республике Татарстан (приложение 25). При этом прибавки урожая кормовых культур предварительно перевели в кормовые единицы, и их стоимость рассчитали исходя из средней цены овса (3437 руб./т). Затраты на использование удобрений определены исходя из усредненной стоимости 1 кг действующего вещества. Средняя стоимость 1 кг д.в. в составе минеральных и органических удобрений с учетом соотношения NРК, динамики цен на удобрения и затрат на их внесение в 2006-2010 гг. составила соответственно 15,20 и 10,10 руб. Стоимость прибавок урожая варьировала в весьма широких пределах: от 1121 (однолетние травы) до 42621 (картофель) руб./га. 176 Таблица 36 Экономическая эффективность применения удобрений в Балтасинском районе Республики Татарстан в 2006-2010 гг. Прибавка Культуры урожая от минеральных органических удобрений т/га Озимая Внесено удобрений на 1га Окупаемость удобрений, руб./руб. руб./га кг д.в. руб.* кг д.в. руб.** 0,876 3749 85 1292 135 1364 1,41 0,846 3073 75 1140 126 1273 1,27 пшеница 0,783 3351 129 1961 44 445 1,39 Ячмень 1,493 5563 150 2280 44 445 2,04 Овес 1,207 4148 110 1672 44 445 1,96 Горох 0,263 1240 60 912 44 445 0,91 Вика 0,339 1375 60 912 44 445 1,01 Картофель 6,540 42621 150 2280 234 2363 9,18 27,27 11247 297 4514 360 3636 1,38 8,090 5561 130 1976 270 2727 1,18 0,725 1121 95 1444 44 445 0,59 0,733 1260 90 1368 44 445 0,69 пшеница Озимая рожь Яровая Кормовые корнеплоды Кукуруза на силос Однолетние травы на сено Многолетние травы на сено Прим.: * - средняя стоимость 1 кг д.в. в составе минеральных удобрений с учетом соотношения NРК, динамики цен на удобрения и затрат на их внесение в 2006-2010 гг. составила 15,2 руб.; ** - средняя стоимость 1 кг д.в. в составе органических удобрений в 2006-2010 гг. составила 10,1 руб.; 177 Использование удобрений на посевах большинства культур оказалось экономически эффективным: окупаемость одного рубля затрат на удобрение составила от 1,01 до 9,18 рублей. Экономически не оправдывалось применение удобрений на посевах однолетних, многолетних трав и гороха. При возделывании зерновых культур удобрения наибольший экономический эффект дали в случае внесения под ячмень и овес. Максимальная экономическая окупаемость удобрений получена при возделывании картофеля, прежде всего, из-за высокой цены его реализации. 178 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. Анализируемый период можно разделить на две неравные части, отличающиеся вектором изменения уровня применения минеральных удобрений и химических мелиорантов: если первые 5 циклов агрохимического обследования (1965-1995 гг.) характеризовались постоянным повышением уровня применения минеральных удобрений со среднегодовыми темпами роста 7,12 кг д.в./га, в то время как последующие 3 цикла – снижением уровня применения удобрений со скоростью 6,47 кг д.в./га в год. В годы, отличившиеся наибольшими темпами роста применения минеральных удобрений (1980-1995 гг.) происходило существенное падение объемов применения органических удобрений. В целом, исследуемый район характеризуется относительно высоким уровнем применения минеральных, органических удобрений и химических мелиорантов: насыщенность пашни минеральными и органическими удобрениями за все годы наблюдения (1965-2010 гг.) выше республиканского уровня соответственно в 1,48 и 2,11 раза. 2. Обнаружена слабая тенденция снижения содержания гумуса по мере роста насыщенности пашни минеральными удобрениями. Среди минеральных удобрений (NРК) относительно различимым было действие на гумусированность почвы азотных удобрений (r= - 0,30). Заметное положительное воздействие на содержание гумуса оказали только органические удобрения (r=0,50). 3. Применение минеральных удобрений не приводило к однозначному подкислению, а органические удобрения и фосфоритование по отдельности существенно не повлияли на уменьшение площадей кислых почв. Основной причиной улучшения кислотного режима пахотных почв исследуемого района представляется интенсивное известкование кислых почв, благодаря которому доля кислых почв за 45 лет уменьшилась в 1,69 раза. 4. По циклам обследования содержание подвижных форм калия и, особенно, фосфора заметно колебалось. С первого по шестые циклы обследования 179 наблюдалось устойчивое повышение подвижного фосфора, благодаря чему средневзвешенное содержание фосфора повысилось почти в 3,5 раза, однако в последующих двух циклах обследования началось снижение обеспеченности почвы подвижным фосфором. За 45 лет средневзвешенное содержание подвижных форм фосфора и калия возросло соответственно в 2,91 и 1,33 раза. Обеспеченность почв подвижными формами фосфора и калия наиболее тесно коррелировала с уровнем применения минеральных (r=0,81÷0,85) и известковых (r=0,71÷0,76) удобрений. 5. Почвы района характеризуются высокой обеспеченностью подвижными формами марганца, меди и средней обеспеченностью подвижными формами молибдена, цинка, кобальта, бора и серы. Валовое содержание тяжелых металлов (медь, цинк, свинец, ртуть, кадмий) в пахотных почвах района ниже ПДК. Применение удобрений и химических мелиорантов в течение последних 10 лет не привело к значительным изменениям содержания подвижных форм микроэлементов, серы и валового содержания тяжелых металлов. 6. За наблюдаемый период (1965-2010 сельскохозяйственных культур выросла в 1,76-3,61 гг.) урожайность раза. Наибольшие темпы роста были характерны для основных зерновых и зернобобовых культур. Урожайность (кроме картофеля) наиболее заметно коррелировала от уровня применения известковых (r=0,31÷0,89) и минеральных (r=0,43÷0,89) удобрений. В составе минеральных удобрений максимальное действие на урожайность культур оказали азотные, наименьшее – калийные удобрения. Органические удобрения заметное положительное действие обнаружили только на урожайность кормовых корнеплодов (r=0,54). 7. Среди изученных агрохимических свойств почвы наиболее существенное влияние на урожайность большинства сельскохозяйственных культур оказало содержание в почве подвижных форм калия и фосфора (r=0,40÷0,94). По шкале Чеддока, тесноту положительной корреляции урожайности от содержания 180 гумуса можно было оценить как умеренная и заметная (r=0,36÷0,88), а негативное действие подкисления почвы - как заметное и высокое (r=-0,59÷0,77). 8. Влагообеспеченность района в 1981-2010 гг. чаще всего (повторяемость 63,4 %) характеризовалась как недостаточная или засушливая. Обнаружилась отрицательная корреляция урожайности зерновых, зернобобовых культур и многолетних трав от суммы активных температур. Урожайность всех яровых культур наиболее тесно коррелировалась с величиной ГТК Селянинова в июне (r=0,50-0,65). С урожайностью озимой ржи наиболее тесную связь проявил так же гидротермический коэффициент Селянинова, как перед посевом в августе (r=0,45), так и во время интенсивного роста в июне (r=0,41). Урожайность озимой пшеницы наиболее тесно коррелировала с количеством осадков, выпавших за холодный период года (r=0,61). 9. Динамика баланса азота и калия с одной стороны, фосфора и карбонатов кальция и магния, с другой, существенно различаются друг от друга. Баланс азота и калия изменился волнообразно: периоды положительного баланса (I-IV) сменились с отрицательным балансом (V-VIII). Баланс кальция и магния за весь наблюдаемый период был положительным, хотя величины профицита постоянно менялись: если в течение первых четырех циклов обследования происходил постоянный его рост, то в последующих циклах наблюдалось уменьшение. Примерно таким же образом изменялась динамика баланса фосфора, лишь той разницей, что в последний срок обнаружился небольшой дефицит. В целом, за 45 лет средневзвешенный баланс основных питательных элементов оказался положительным (кг/га в год): азота (1,0), фосфора (23,0), калия (5,5) и карбонатов кальция и магния (104,0). Баланс гумуса, рассчитанный за последние четыре цикла обследования, складывался отрицательным, но улавливается тенденция уменьшения его дефицитности. 10. Окупаемость 1 кг д.в. NРК в составе минеральных и органических удобрений за годы последнего цикла обследования (2006-2010 гг.) составила: 4,07,8 кг зерна, 5,2-5,5 кг сена, 17-41 кг силосной массы и корне-, клубнеплодов. 181 Органические и минеральные удобрения максимальную агрономическую и экономическую эффективность проявили при внесении под кормовые корнеплоды. РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ 1. Для создания бездефицитного баланса гумуса, азота, фосфора и калия, кальция и магния при существующей структуре посевных площадей и для повышения продуктивности пашни до 4,0 т/га зерновых единиц рекомендуется: -сохранить достигнутый в VIII цикле обследования уровень насыщенности пашни подстилочным навозом (7,0 т/га), использования соломы зерновых и зернобобовых культур для заделки в почву (37 % валового сбора) и объемы ежегодного известкования кислых почв (5,3 тыс. га); -насыщенность пашни минеральными удобрениями довести до 113 кг д.в./га при соотношении NРК 1:0,17:0,38; -примерно 65 % площадей чистого пара заменить сидеральным паром и обеспечить получение не менее 25 т/га зеленой массы. 2. Для расширенного воспроизводства плодородия почв Предкамской зоны рекомендуется использовать следующие нормативы затрат удобрений: -для повышения содержания подвижных форм фосфора на 1 мг/кг почвы в составе удобрений необходимо вносить 12 кг/га Р2О5. -для повышения содержания подвижных форм калия на 1 мг/кг почвы в составе удобрений необходимо вносить 8 кг/га К2О. 182 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Абызов, И.Г. Суточная динамика подвижных форм калия под кукурузой на серой лесной почве / И.Г. Абызов // Тез. докл. III науч. конф. по вопросам химизации с/х Татарской АССР. - Казань, 1971. - С.17-19. 2. Авдонин, Н.С. Научные основы применения удобрений / Н. С. Авдонин. - М.: Колос, 1972. - 319 с. (Сера – С.14-17) 3. Аверьянов, Г.Д. Влияние обработки почв на изменение агрохимических показателей / Г.Д. Аверьянов, М.С. Матюшин // Тез. докл. на юбилейной конференции ТатНИИСХ. - Казань, 1980. - С.14-15. 4. Агроэкологические основы воспроизводства плодородия почв: учебное пособие. – Ижевск: Удмуртия, 1999. – 176 с. 5. Азаров, В.Б. Поступление биофильных элементов в почву с атмосферными осадками в ЦЧЗ / В.Б. Азаров, В.Д. Соловиченко // Материалы 3го съезда почвоведов. – Суздаль, 2000. - С.18-20. 6. Аканова, Н.И. Вопросы оптимизации кислотности почв и баланса кальция / Н.И. Аканова, В.Н. Темников, Г.Е. Гришин, Н.А. Комарова, О.Д. Шафронов // Нива Поволжья. – 2013. - №1(18). С.1-6. 7. Аканова, Н.И. Изменение агрохимических свойств дерново- подзолистых почв при систематическом применении минеральных удобрений в сочетании с известкованием / Н.И. Аканова. – М.: Агроконсалт, 2002. – С.11-18. 8. Аксенова, Т.Е. География Татарстана / Т.Е. Аксенова, Г.П. Бутаков, Н.Н. Лаптева, Ю.Г. Хабутдинов; под ред. Бутакова Г.П. – Казань: Магариф, 1994. – 143 с. 9. Акулов, П.Г. Методические подходы к воспроизводству плодородия и продуктивности черноземов ЦЧЗ / П.Г. Акулов // Совершенствование методологии агрохимических исследований. – М.: Изд-во МГУ, 1997. - С.16-26. 10. Александрова, Л.Н. Почвоведение / Л.Н. Александрова, Л.Н. Докучаев. – 1983. – №6. – С.18-21. 183 11. Алексеев, Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях / Ю.В. Алексеев. – Л.: Агропромиздат, 1987. – 142 с. 12. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в агроландшафте / Ю.В. Алексеев - СПб.: Изд-во ПИЯФ РАН, 2008. - 216 с. 13. Алиев, Ш.А. Агрохимические и технологические аспекты оценки фосфоритной муки Сюндюковского месторождения / Ш.А. Алиев, И. Н. Чумаченко, Б. А. Сушеница // Агрохимические исследования и технологии. Труды ВНИПТИХИМ. - М., вып.1, том 2, 1999. - С.191-199. 14. Алиев, Ш.А. Агрохимическое обоснование использования сыромолотых фосфоритов Сюндюковского месторождения под сельскохозяйственные культуры на выщелоченных черноземах Татарской АССР: автореф. дис. … канд. с. - х. наук / Алиев Ш.А. - М., 1990. - 23 с. 15. Алиев, Ш.А. Использование местных сырьевых ресурсов в качестве удобрений / Ш.А. Алиев // Агрохимический вестник. - 2000. - № 4. - С.31-32. 16. Алиев, Ш.А. Научное обоснование применения местных агроруд в качестве удобрений в земледелии Среднего Поволжья: автореф. дис. … д-ра с. - х. наук / Алиев Ш.А. - Немчиновка, 2001. - 40 с. 17. Алиев, Ш.А. Биологизация земледелия-требование времени / Ш.А. Алиев, В.З. Шакиров //Агрохимический вестник. - 2000. - №4. - С.22. 18. Алиев, Ш.А. Оценка качества известкования кислых почв методом лабораторно полевого контроля / Ш.А. Алиев, Г.Я. Гафаров // Материалы науч. конф. «75 лет ТатНИИ сельского хозяйства». - Казань, 1996, - С.85-87. 19. Алиев, Ш.А. Проблемы известкования кислых почв в Республике Татарстан / Ш. А. Алиев, С. Ш. Нуриев, В. З. Шакиров. - Казань, 2002, - 81 с. 20. Алиев, Ш.А. Известкование и плодородие почв Республики Татарстан / Ш.А. Алиев, С.Ш. Нуриев, В.З. Шакиров, И. Н. Салимзянова // Роль почвы в формировании ландшафтов Тр. международной конф. «75 лет кафедре почвоведения КГУ». - Казань: Изд-во «ФЭН», 2003. - С.228-232. 184 21. Алиев, Ш.А. Экологический мониторинг окружающей среды Республики Татарстан на примере Спасского района / Ш.А. Алиев, В.З. Шакиров и др. // Тез. докл. IV науч. конф. «Актуальные экологические проблемы Республики Татарстан». - Казань, 2000. - С.244-246. 22. Аристархов, А.Н. Агрохимия серы / А.Н. Аристархов; под редакцией академика РАСХН Сычева В.Г. / А.Н. Аристархов. – М.: ВНИИА, 2007. – 272 с. 23. Аристархов, А.Н. Оптимизация режима серы в современных агроэкосистемах / А. Н. Аристархов // Плодородие. - №3. - 2001. - С.25-29 24. Архипов, Н.П. Превращение фосфора аммофоса в серой лесной почве и поступление его в растения яровой пшеницы / Н. П. Архипов, Л. П. Кушкова, Г. Ш. Копыркина // Агрохимия. - 1986. № 1. - С.19-24. 25. Аскинази, Д.Л. Фосфатный режим и известкование почв с кислой реакцией / Д.Л. Аскинази. – М. - Л.: Изд-во Академии Наук СССР, 1949 –213 с. 26. Ахмедова, З.Н. Молибден в почвах равнинной зоны Дагестана / З. Н. Ахмедова // Тез. докл. II Всесоюз. конф. - Самарканд, 1990. - С.110-112. 27. Ахтямов, А.И. Оценка земель Республики Татарстан для производства экологически чистой продукции / А.И. Ахтямов, Ш.А. Алиев и др. // Агрохимический Вестник. - 2000. - № 4. - С.12-15. 28. Ахтямов, А.И. К вопросу оценки экологической безопасности земельных ресурсов в условиях загрязнения почв тяжелыми металлами / А.И. Ахтямов, Ш.А. Алиев, В.З. Шакиров // Тез. докл. III Республ. Науч. Конф. «Актуальные экологические проблемы Республики Татарстан» - Казань. 1997. - С.178. 29. Баздырев, Г.И. Земледелие: учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений / Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др.; под ред. А.И. Пупонина. – М.: КолосС, 2002. – 552 с . 30. Башков, А.С. Агроэкологические основы воспроизводства плодородия почв: учебное пособие / А.С. Башков. - Ижевск: Удмуртия, 1999. - 176 с. 31. Бердникова, А.В. Содержание цинка в почвах Астраханской области / А. В. Бердникова // Почвоведение. - 1982. - № 6. - С.137-140. 185 32. Беспалов, А.Л. Сера в питании и продуктивности риса в условиях правобережья р. Кубани / А. Л. Беспалов.- Афтореф. дисс. канд. с.-х. наук.Краснодар, 2004. – 22 с. 33. Белоусова, Т.Н. Картографирование пространственного распределения меди в почвенном покрове (на примере Белорусского Полесья) / Т. Н. Белоусова // Тез. докл. 2-го Всесоюз. совещ. - Минск. 1991. - С.24-27. 34. Беляев, Г.Н. Влияние доз хлористого калия при совместном примене- нии с цинком на урожайность и элементный состав кукурузы / Г. Н. Беляев // Агрохимия. - 1993. - №8. - С.32-39. 35. Бериня, Д.Ж. Загрязнение растений химическими загрязнителями содержащимися в выхлопных газах транспортных двигателей, и его влияние на растениядных беспозвоночных / Д.Ж. Бериня, А.Я. Берзиня, И.М. Лапиня, В.П. Мелецис. // Проблемы фитогигиены и охраны окружающей среды. Л., 1981. - С. 142-144. 36. Большаков, В.А. Загрязнение почв и растительности тяжелыми металлами / В. А. Большаков, Н. Я. Гальпер, Г. А. Клименко, Т. И. Лычкина, Е.В. Башта. - М, 1978. - 52 с. 37. Бондарев, Л.Г. Ландшафты, металлы и человек / Л.Г. Бондарев – М.: Мысль, 1976. – 72 с. 38. Братчиков, В.Г. Содержание удобрений - дополнительный источник повышения урожая и его качества в условиях серых лесных почв Татарии: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук / Братчиков В.Г. - Казань, 1976. - 20 с. 39. Братчиков, В.Г., Галимов Б.М.. Добрынина И.П. Баланс питательных веществ при окультуривании серых лесных почв. - Изд-во каз. Университета, 1988. - 169 с. 40. Бурганова, Ф.Г. Эффективность известкования при безотвальной системе обработки почвы / Ф.Г. Бурганова, С.Ш. Нуриев, Р.З. Гарипов // Материалы науч. конф. «75 лет ТатНИИ сельского хозяйства». - Казань, 1996. - С. 85-87. 186 41. Важенин, И.Г. Калийные удобрения на легких дерново-подзолистых почвах: автореф. дис. … д-ра сельхоз. наук / Важенин И.Г. - М.: почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 1954. 42. Важенин, И.Г. Динамика питательных веществ / И.Г. Важенин, З.Н. Лебедева, Н.И. Ломакина // Агрохимические работы в Калининской области – М: Изд. АН СССР, 1959. – С.25-29. 43. Валеев, И.Г. Почвенно-агрохимиические основы формирования урожаев сельскохозяйственных культур в лесостепной зоне / И.Г. Валеев, И.Д. Давлятшин, Ф.Ш. Фасхутдинов. - Казань, 2003. - 132 с. 44. Вальников, И.У. Рекомендации по составлению проектно-сметной документации на комплексное агрохимическое окультуривание полей / И.У Вальников, Е.И. Ломако, А.М. Айметдинов и др. – Казань, 1983. – 102 с. 45. Вальников, И.У. Формы серы в почвах Среднего Поволжья / И.У. Вальников, А.М. Мишин // Агрохимия. - 1974. - №12. – С.53-58. 46. Вальников, И.У. Эффективность фосфоритования серых лесных почв Татарии / И.У. Вальников, С.Ш. Нуриев // Почвы среднего Поволжья и Урала, теория и практика их использования и охраны, тезисы докладов XII конференции почвоведов, агрохимиков и земледелов Среднего Поволжья и Урала. - Казань: Таткнигиздат, 1991. - С.100 — 103. 47. Васильев, В.А. Справочник по органическим удобрениям / В.А. Васильев, Н.В. Филиппова. - М.: Росагропромиздат, 1988. – 255 с. 48. Ваулин, А.В. Изменение фосфатного режима дерново-подзолистой среднесуглинистой окультуренной почвы без внесения фосфорных удобрений / А.В. Вауллин, А.А. Коваленко, В.А. Варламов //Агрохимический вестник. – 2013. №3. –С.6. 49. Вейтене, Р. Изменение количества микроэлементов на суглинистых почвах разной кислотности при различных уровнях удобрений / Р. Вейтене // Тез. докл. II Всесоюзной конф. - Самарканд, 1990. - С.131-132. 187 50. Винокуров, М.А. Состав гумуса в почвах татарской республики / М.А. Винокуров, Р.А. Алпатова // Почвоведение. - 1948. - №8. - С.489-494. 51. Винокуров, М.А. Влияние окультуривания на повышение плодородия обыкновенных и карбонатных черноземов Татарии / М.А. Винокуров, С.Ш. Нуриев // Сб. «Десятая конференция по химизации сельского хозяйства». - Оренбург, 1969. 52. Габдрашитов, З.А. Климат и урожай / З.А. Габдрашитов, С.П. Реутов – Казань: Татарское кн. изд-во, 1986. - 112 с. 53. Гайсин, И.А. Макро и микроудобрения в интенсивном земледелии / И.А. Гайсин - Казань Татарстан 1989. - 126 с. 54. Гайсин, И.А. Микроудобрения в современном земледелии / И.А. Гайсин, Р.Н. Сагитова, Р.Р. Хабибуллин //Агрохимический вестник. - 2010. - №4. С.2-4. 55. Гайсин, И.А. Использование микроэлементов в виде жидких удобрительных смесей в практике растениеводства / И.А. Гайсин, Р.А. Юнусов // Вестник УГСХА. - Ульяновск, 2000. - №1. - С.9-12. 56. Гайсин, И.А. Полифункциональные хелатные микроудобрений / И.А. Гайсин, Ф.А. Хисамеева.- Монография.-Казань:Издательский дом «Меддок», 2007. - 230 с. 57. Гайсин, И.А. Хелатные микроудобрения ЖУСС на посевах яровой пшеницы / И.А. Гайсин, М.Г. Муртазин //Агрохимический вестник. - 2006. - №4. С.2-4. 58. Гайсин, И.А. Хелатные микроудобрения: практика применения и механизм действия / И.А. Гайсин, В.М. Пахомова – Йошкар-Ола, 2014. – 344 с. 59. Гармаш, Н.Ю. Микроэлементы в интенсивных технологиях производства зерновых культур / Н.Ю. Гармаш, Г.А. Гармаш, А.В. Берестов, Г.Б. Морозова // Агрохимический вестник. - 2011. - №5. - С.15. 188 60. Гармаш, Г.А. Накопление тяжелых металлов в почвах и растениях во- круг металлургических предприятий: автореф. дис. ... канд. биол. наук / Гармаш Г.А. - Новосибирск., 1985. - 16 с. 61. Гедройц, К.К. Избранные сочинения / К.К. Гедройц.- М.: Сельхозгид, 1955. 62. Географическая характеристика административных районов Татарской АССР. - Казань.: Изд-во Казанского университета, 1972. - С.36-42. 63. Гилязов, М.Ю. Агрономическая химия: методические указания / М.Ю. Гилязов. – Казань: Изд-во Казанского ГАУ, 2011. - 96 с. 64. Гилязова, С.М. Физические свойства светло - серых лесных почв и содержание в них низко- и высокополимерных коллоидов / С.М. Гилязова, А. В. Колоскова // Вопросы изучения почв, повышения их плодородия и эффективности применения удобрений. Тез. докл. V регион, конф. почвоведов и агрохимиков Ср. Поволжья и Юж. Урала. - Куйбышев, 1972. - С.87-88. 65. Гилязова, С.М. Гумусное состояние серых лесных почв пахотных угодий / С.М. Гилязова // Серые лесные почвы Татарии, их плодородие и рациональное использование. - Казань: Изд-во Казанского университета. - 1991. С.112. 66. Гинзбург, К.Е. Фосфор основных типов почв СССР / К. Е. Гинзбург. - М.: Наука, 1981. - 242 с. 67. Горбунов, Н.И. Минералы и плодородие почв / Н.И. Горбунов. – Агрохимия. - 1965, - № 7. 68. Головина, Л.П. Баланс микроэлементов в системе почва - удобрение - растение в условиях дерново-подзолистых почв Левобережного Полесья УССР / Л.П. Головина, А.В. Рыбалкина, М.Н. Лысенко // Агрохимия. - 1985. № 2. - С.8290. 69. Григорьев, А.А. Некоторые результаты исследования круговорота серы в Горьковской области / А.А. Григорьев, А.С. Фатьянов // Агрохимия. - 1973, - №5. - С.102-107. 189 70. Гринченко, A.M. Трансформация гумуса при сельскохозяйственном использовании почв / А.М. Гриченко, В.Д. Муха, Г.Я. Чешсек // Вестник с. - х. науки. - 1979. - № 1. - С.36-40. 71. Давлятшин, И.Д. Потенциал фосфора и калия в пахотных почвах северной лесостепи Предкамья Республики Татарстан / И.Д. Давлятшин, Ф.Ш. Фасхутдинов // Сб. «Машинные технологии дифференцированного применения минеральных удобрений и мелиорантов». - Рязань, 2001. - С.279-280. 72. Давлятшин, И.Д. Справочник агрохимика / под редакцией И.Д. Давлятшина. – Казань: ИД МеДДоК, 2013. – 300 с. 73. Даутов, Р.К. Микроэлементы в сельском хозяйстве / Р.К. Даутов, В.Г. Минибаев, И.А. Гайсин. - Казань: Таткнигоиздат, 1985. - 64 с. 74. Долгов, С.И. Физические свойства дерново - подзолистых почв разной степени гумусированности / С.И. Долгов, С.А. Модина // Вестник с.-х. науки. 1979. - №1. - С.27-33. 75. Донских, И.Н. Курсовое и дипломное проектирование по системе удобрения / И.Н. Донских. – 3-е изд., перераб. и доп. - М.: КолосС. - 2004. – 84 с. 76. Доспехов, Б.А. Изменение агрохимических свойств дерново - подзолистой почвы по профилю под влиянием 62 - летнего применения удобрений и периодического известкования / Б. А. Доспехов, Б. Д. Кирюшин, А. Н. Братерская // Известия ТСХА. - 1975. вып. 6. - С.30-40. 77. Доспехов, Б.А. Действие 60-летнего применения удобрений, севооборота и бессменных культур на плодородие почвы / Б. А. Доспехов // Некоторые вопросы интенсификации земледелия СССР и УССР. - М., 1977. С.60-69. 78. Евдокимова, Г.А. Влияние промышленного загрязнения на микрофлору почв / Г.А. Евдокимова, Н.П. Мозгова // Микробиологические методы борьбы с загрязнением окружающей среды / Тез. докл. Всесоюзн. науч. конф. - 22-24 дек.1974. - Пущино, 1975. С.109-111. 190 79. Егоров, Г.С. Влияние серы, гипса и некоторых серосодержащих удоб- рений на агрохимические свойства светло серых лесных почв и урожай сельскохозяйственных культур в условиях Предкамья Тат АССР: автореф. дис. ... канд с. - х. наук / Егоров Г.С. - М., Пушкин, 1982. - 16 с. 80. Егоров, Г.С. Эффективность фосфоритов Сюндюковского месторождения / Г.С. Егоров, Ш.А. Алиев // Химия в сельском хозяйстве. - 1986. - №2. - С.37-39. 81. Ежегодник Министерства экологии природных ресурсов Республики Татарстан «Государственный доклад о состоянии природных ресурсов и об охране окружающей среды Республики Татарстан в 2012 году» [Электронный ресурс]. – Казань, 2013. – Режим доступа: http://eco.tatarstan.ru/rus/file/pub/pub_184312.pdf 82. Ефимов, В.Н. Пособие к учебной практике по агрохимии / В.Н. Ефимов, М.Л. Горлова, Н.Ф. Лунина. - М.: КолосС, 2004. - 192 с. 83. Ефимов, В.Н. Система удобрения / В.Н. Ефимов, И.Н. Донских, В.П. Царенко. - М.: КолосС, 2002. - 320 с. 84. Жуков, А.И. Регулирование баланса гумуса в почве / А.И. Жуков, П.Д. Попов. - М.: Росагропромиздат, 1988. - 39 с. 85. Забавская, К.М. Влияние длительного применения калийных удобре- ний на превращение форм калия в дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве и на изменение еѐ агрохимических свойств: автореф. дис. ... канд. с. - х. наук / Забавская К.М. - М., 1970. - 22 с. 86. Заболоцкая, Т.Г. Биологический круговорот элементов в агроценозах и их продуктивность / Т.Г. Заболоцкая – Л.: Наука, 1985. – 179 с. 87. Забугина, Т.М. Удобрение кукурузы в кукурузно-люцерновом севообороте и в монокультуре на суглинистой дерново-подзолистой почве Центрального района Нечерноземной зоны России: автореф. дис. ... канд. с. - х. наук / Забугина Т.М. - М., 1997. - 24 с. 191 88. Загорча, К.Л. Оптимальная система удобрения в полевых севооборотах / К.Л. Загорча. - Кишинев: Штинца, 1960. - 287 с. 89. Зоидзе, Е.К. Моделирование формирования влагообеспеченности территории Европейской России в современных условиях и основы оценки агроклиматической безопасности / Е.К. Зоидзе, Т.В. Хомякова // Метеорология и гидрология. – 2006. – № 2. – С.98–105. 90. Зырина, Н.Г. Химия тяжелых металлов, мышьяка и молибдена в почвах / под редакцией проф. Н. Г. Зырина.- М.: Изд-во московского университета, 1985. С.5. 91. Иванов, Г.М. Биогеохимия микроэлементов в ландшафтах Западного Забайкалья / Г.М. Иванов // Почвенные ресурсы Забайкалья. - Новосибирск, 1989, с. 115-122. 92. Ивлев, А.М. Деградация почв и их рекультивация: учебное пособие / А.М. Ивлев, А.М. Дербенцева; научный редактор В.И. Ознобихин. - Владивосток. Изд-во ДВГУ. 2002. С.20. 93. Ивченко, С.И. Применение молибденовых удобрений в растениеводчестве Украинской ССР / С.И. Ивченко // Микроэлементы в обмене веществ и продуктивности растений. - Киев: Накова Думна, 1984. - С.26-33. 94. Израэль, Ю.А. Научные и организационные принципы прогнозирования воздействия КАТЭК на окружающую природную среду / Ю.А. Израэль, Н.К. Гасилина, Л.И. Болтнева и др. // Всесторонний анализ окружающей природной среды. - Л., 1981. - С.13-20. 95. Ильин, В.Б. Тяжелые металлы в системе почва - растение / В.Б. Ильин. – Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1991. – 151 с. 96. Ильязов, Р.Г. Агроэкологические проблемы в условиях техногенного загрязнения сельскохозяйственных угодий Республики Татарстан / Р.Г. Ильязов, Л.П. Закиров и др. // Сб. докл. Всеросс. науч.- практ. конф., посвященной 10летию Академии наук Республики Татарстан «Агроэкологические проблемы 192 сельскохозяйственного производства в условиях техногенного загрязнения агроэкосистем». - Казань, 2002, - С.17-22. 97. Ишкаев, Т.Х. Влияние цеолитсодержащих пород на миграцию тяжелых металлов и радионуклидов в системе почва – растение / Т.Х. Ишкаев, Р.С. Шакиров // Труды ТатНИИ Агрохимии и почвоведения. Плодородие почв, удобрения, урожай. - Казань: Изд-во «ДАС», 2001. - С.48. 98. Калимуллин, Н.М. Актуальные проблемы известкования кислых почв Республики Татарстан и пути их решения / Н.М. Калимуллин, А.А. Лукманов, Миннуллин Р.М., С.Ш. Нуриев и др. – Казань: ИЦ «Арт-кафе», 2009. – 128 с. 99. Калинин, К.В. Фосфорные удобрения и их применение / К.В. Калинин.- М., изд-во «Колос», 1967 100. Камалиев, Х.Б. Известкование кислых почв в Татарской АССР / Х. Б. Камалиев, И. У. Вальников // Материалы Всесоюзного семинара-совещания по интенсификации сельскохозяйственного производства. - Казань. 1988. - С.25-26. 101. золистой Кирпичников, Н.А. Оптимизация фосфатного режима дерново-подтяжелосуглинистой при сочетании фосфорных и известковых удобрений: автореф. дис. ... д-ра с. - х. наук / Кирпичников Н.А. - М., 1989. - 46 с. 102. Кирсанов, А. Т. Последействие калийных удобрений и усвоение ячменем необменного калия / А. Т. Кирсанов, 1940. № 2-3 103. Кирюшин, В.И. Изменение содержания гумуса и азота в почвах черноземной зоны в результате их сельскохозяйственного использования / В. И. Кирюшин, И. Н. Лебедева // Особенности формирования и использования почв Сибири и Дальнего Востока. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-е, 1982. - С.180-190. 104. Кирюшин, В.И. Изменение содержания гумуса черноземов Сибири и Казахстана под влиянием сельскохозяйственного использования / В.И. Кирюшин, И.Н. Лебедева // Доклады ВАСХНИЛ. - 1984. - №5. – А. И. С.4-7. 105. Кирюшин, В.И. Концепция оптимизации режима органического вещества почв в агроландшафтах / В.И. Кирюшин, Н.Ф. Ганжара, И.С. Кауричев и др. М.: Изд-во МСХА, 1993. - 99 с. 193 106. Китаева, Л.И. Связь между содержанием железа, цинка, марганца, ко- личеством гумуса и кислотностью в почвах Пензенской области / Л.И. Китаев // Почвоведение. - 1990. - № 9. - С.132-135. 107. Кабата-Пендиас, А. Микроэлементы в почвах и растениях / А. Кабата- Пендиас, Х. Пендиас. – М.: Мир, 1989. – 439 с 108. Ковриго, В. П.Почвоведение с основами геологии / В. П. Ковриго, И. С. Кауричев, Л. М. Бурлакова. - М.: Колос, 2000. - 416 с. 109. Коломейченко, В.В. Растениеводство / В.В. Коломейченко. – М.: Агробизнесцентр, 2007. – 600 с. 110. Колоскова, А.В. Агрофизические свойства светло-серых лесных почв Тат.АССР / А.В. Колоскова // Почвоведение. - 1960. - № 3. 111. Комаров, А.А. Некоторые рассуждения о действии гуминовых препаратов на растения / А.А. Комаров // Агрохимический вестник. - 2009. - №6. С.28-29. 112. Коржинский, С.И. Предварительный отчет о почвенных и геоботанических исследованиях 1886 г. в губ. Казанской и др. / С.И. Коржинский // Тр. общества естествоиспытателей. - 1887, т. XVI, в. 6. 113. Коршунов, М.А. Изменение плодородия серых лесных почв Татарии под воздействием сельскохозяйственных культур и удобрений / М.А. Коршунов. Изд. казанского универ., 1972. - 108 с. 114. Красницкий, В.М. Агрохимическая характеристика и плодородие почв Омской области / В.М. Красницкий. - Омск, 1999. - 51 с. 115. Крылова, А.И. Изменение плодородия почвы под действием разных систем удобрения культур в севообороте / А.И. Крылова, В.В. Вороный, М.В. Вильская // Тез. докл. 8 Всесоюзн. Съезда почвов., Новосибирс, 14-18 авг. 1989.Новосибирск, 14-18 авг. 1989. - Новосибирск, 1989. - С.22. 116. Кудзин, Ю.К. Влияние 50-летнего внесения навоза и минеральных удобрений и навоза на содержание и состав органического вещества в черноземе / Ю. К. Кудзин, А.Я. Гетманец // Агрохимия. - 1968. - №5. - С. 3-9. 194 117. Кулаковская, Т.Н. Агрохимические свойства почв и их значение в использовании удобрений / Т.Н. Кулаковская – Минск: Урожай, 1965. – С.72-75. 118. Кулаковская, Т.Н. Оптимизация агрохимической системы почвенного питания растений / Т. Н. Кулаковская. - М.: Агпромиздат, 1990. - 219 с. 119. Куликова, А.Х. Агроэкологическая оценка плодородия почв Среднего Поволжья и концепция его воспроизводства / А.Х. Куликова, А.В. Карпов, И.А. Вандышев, В.П. Тигин – Ульяновск, 2007. – 158 с. 120. Курганова, Е.В. Плодородие и продуктивность почв Московской об- ласти / Е.В. Курганова. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 2002. - 320 с. 121. Лебедева, Л.А. Научные принципы системы удобрения с основами экологической агрохимии / Л.А. Лебедева, Н.Л. Едемская; под редакцией академика РАСХН В.Г. Минеева. – М.: Изд-во МГУ, 2004. - С.116. 122. Ломако, Е.И. Баланс питательных веществ земледелии Республики Татарстан / Е.И. Ломако // Плодородие почв, удобрения, урожай. - Казань: Издательство «ДАС», 2001. - С.111 - 116. 123. Ломако, Е.И. Воспроизводство плодородия почв Республики Татарстан / Е.И. Ломако, Н.Б. Бакиров. – Казань: Изд-во Казанского ун-та, 2007. – 318 с. 124. Ломако, Е.И. Влияние известкования и минеральных удобрений на агрохимические свойства выщелоченного чернозема и урожай полевых культур / Е.И. Ломако, Ф.Г. Бурганов, Н.В. Ермолаева // Труды ТатНИИ Агрохимии и почвоведения. Плодородие почв, удобрения, урожай. - Казань: Изд-во «ДАС», 2001. - С.53-67. 125. Ломако, Е.И. Рекомендации по расчету баланса гумуса в земледелии и потребности в органических удобрениях / Е.И. Ломако, Ш.А. Алиев – Казань, 2002. – 56 с. 126. Лукин, С.В. Мониторинг содержания микроэлементов в пахотных почвах / С.В. Лукин // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. – 2011. - №5. – С.23-25. 195 127. Лукманов, А.А. Известкование кислых почв в условиях ресурсосберегающих технологий их обработки / А.А. Лукманов, С.Ш. Нуриев, Р.Р. Гайров // Агрохимический вестник. – 2011. - №5 - С.35. 128. Лукманов, А.А. Состояние плодородия пахотных почв Республики Татарстан и урожайность сельскохозяйственных культур. / А.А. Лукманов, С.Ш. Нуриев, И.Д. Давлятшин // Плодородие. - 2010. - № 2. - С.6-8. 129. Лукманов, А.А. Эффективность известкования черноземов Республики Татарстан / А.А. Лукманов, С.Ш. Нуриев, Р.Р. Гайров, М.Р. Муратов // Проблемы агрохимии и экологии. – 2011. - №4 - С.3. 130. Лукманов, А.А. Урожайность и коэффициенты использования питательных элементов яровой пшеницей в условиях засухи в зависимости от агрохимических параметров серых лесных почв Республики Татарстан / А.А. Лукманов, М.Ю. Гилязов, Р.Р. Гайров, М.Р. Муратов // Проблемы агрохимии и экологии. – 2011. - № 3. – С.3-7. 131. Лупинович, И.С. Значение агрохимических свойств почв при оценке плодородия почв / И.С. Лупинович, Т.Н. Кулаковская, И.М. Богдевич, Л.П. Детковская // Почвоведение. - 1968. - № 5. 132. Луценко, Н.М. Эффективность доз и способов внесения навоза и минеральных удобрений под кукурузу на мощном черноземе: автореф. дис. ... канд. с. - х. наук / Луценко Н.М. - Воронеж. 1969. - 22 с. 133. Лучницкая, О.А. Влияние длительного применения удобрений на содержание некоторых элементов в почве / О.А. Лучницкая, В.И. Личко // Агрохимия.- 2005.- №10. - С.31-40. 134. Лыков, А.М. Воспроизводство плодородия почв в Нечерноземной зоне / А.М. Лыков. – М.: Россельхозиздат, 1982. 143 с. 135. Лях, Т.Г. Цинк в эрозионных почвах / Т.Г. Лях // Геохимия техногенеза: Тез. докл. II Всесоюз. совещ. - Минск, 1991. - С.165-167. 136. Магницкий, К.П. Могучее средство повышения урожая. О влиянии известкования на почву и растения / К.П. Магницкий. М.: Знание, 1969. С.4-6. 196 137. Маслова, А.Л. Калий как элемент почвенного плодородия / А.Л. Маслова.- М.: Огиз-Сельхозгид, 1938. 138. Матвеева, В.И. Содержание и баланс микроэлементов в пахотных почвах БССР / В.И. Матвеева, В.В. Федоренчик // Тез. докл. II Всесоюз. конф. Самарканд, 1990. - С.190-191. 139. Медведева, О.П. Фиксация калия удобрения в необменной форме и его доступность растениям / О. П. Медведева. – Агрохимия, 1971, № 12. 140. Мерзлая, Г.Е. Результаты исследования состояния органического ве- щества почв при длительном применении различных видов органических удобрений / Г.Е. Мерзлая, В.Ф. Ефремов, С.М. Лукин, И.В. Русакова, С.И. Тарасов, И.И. Шелганов, Н.Д. Коновалов // Влияние длительного применения удобрений на органическое вещество почв. - М.: ВНИИА, 2010. - С. 231-308. 141. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства (издание 2-ое). Министерство сельского хозяйства РФ. - М.: ЦИНАО, 1992. - 61 с. 142. Мещанов, В.Н. Проблемы известкования кислых почв на современном этапе/ В.Н. Мещанов, И.У. Вальников // Агрохимия. - 1988. - №5. - с. 75-80. 143. Мещанов, В.Н. Некоторые вопросы использования органических и минеральных удобрений на черноземах / В.Н. Мещанов // Сб. «За дальнейший подъем культуры земледелия». - Казань, 1969. - С.19-21. 144. Мещанов, В.Н. Рекомендации по использованию фосфоритной муки местных месторождений и промышленного производства для фосфоритования почв в хозяйствах Татарской АССР / В.Н. Мещанов, И.У. Вальников, С. Ш. Нуриев. - Казань, 1974. - 9 с. 145. Мещанов, В.Н. Рекомендации по известкованию кислых почв в Татарской АССР / В. Н. Мещанов, И. У. Вальников. - Казань, 1986. - 72 с. 146. Мещанов, В.Н. Изменения плодородия почв ТАССР и прогноз на ближайшую их перспективу / В. Н. Мещанов, С. Ш. Нуриев, А. П. Иванова // Сб. 197 «Вопросы химизации сельского хозяйства в Татарской АССР». - Казань.: Таткнигиздат, 1985. С.20-25. 147. Милащенко, Н. З. Производство экологически чистых и биологически полноценных продуктов питания / Н. З. Милащенко, В. Н. Захаров // Химизация сельского хозяйства. - 1991. - №1. - С.4. 148. Минакова, А. В. Влияние длительного применения минеральных удобрений и навоза на гумусовое и азотное состояние чернозема выщелоченного в зерносвекловичном севообороте Лесостепи ЦЧЗ / А. В. Минакова, И. И. Тамбовцева, А. И. Громовин // Агрохимия. - 2011. - №5. - С.18-25. 149. Минеев, В.Г. Агрохимия и экологические функции калия / В. Г. Минеев. - М.: Изд-во Московского ун-та, 1999. - 331 с. 150. Минеев, В.Г. Агрохимия: Учебник / В.Г. Минеев. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд-во МГУ, Изд-во «КолосС», 2004. – 720 с. 151. Минеев В.Г. Агрохимия, биология и экология почвы / В.Г. Минеев, Е.Х. Ремпе – М: Росагропромиздат, 1990. – 206 с. 152. Муравин, Э.А. Агрохимия / Э.А. Муравин. - М.: Колос, 2003. С.168. 153. Муртазина, С.Г. Влияние микроудобрений на динамику азота в светло-серой лесной почве / С.Г. Муртазина, И.А. Гайсин, А.С. Билалова // Почва Ср. Поволжья и Урала, теория и практика их использования и охрана, тез. докл. 12 конф. почвоведов, агрохимиков и земледелов Сред. Поволжья и Урала. Казань, 1991. - С.159-161. 154. Муртазина, С.Г. Динамика азота и ферментативной активности под влиянием эрозии в почвах Республики Татарстан / С.Г. Муртазина // Агрохимический вестник. - 2006. - №6. - С.6. 155. Мустафин, М.Р. Всѐ о Татарстане (Экономико-географический справочник) / М.Р. Мустафин, Р.Г. Хузеев. - Казань: Тат. кн. изд-во, 1994. -164 с. 156. Муха, В.Д. Агропочвоведение: учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений / В.Д. Муха, Н. И. Картамышев, Д.В. Муха; под ред. В. Д. Мухи. - М.: КолосС, 2003. - 528 с. 198 157. Мязин, Н.Г. Система удобрения: учебное пособие / Н.Г. Мязин. - Воронеж: ФГОУ ВПО ВГАУ, 2009. - 350 с. 158. Наурызбаев, И.С. Микроэлементы в рисово-болотных орошаемых почвах Каракалпакии / И.С. Наурызбаев, Б. Жаллыбеков// Тез. докл. II Всесоюз. науч. конф. - Ташкент, 1990. - С.111-113. 159. Небольсин, А.Н. Теоретические основы известкования почв / А.Н. Небольсин, З.П. Небольсина. – СПб., 2005. – 252 с. 160. Никитишен, В.И. Потребность в микроэлементах кукурузы,выращиваемой на длительно удобряемой серой лесной почве / В.И. Никитишен, В.И. Личко, В.Е. Остроумов // Агрохимия. - 2012. - №5. - С.3 161. Новикова, О.С. Эффективность бора в составе аммиачной селитры / О.С. Новикова, О.И. Титова, М. Б. Блинова // Химизация с.-х. - 1991. - №5. - С.1011. 162. Нуриев, С.Ш. Влияние удобрений на фосфатный режим светло-серых лесных почв Татарии / С.Ш. Нуриев, К.Г. Гадиев // Тез. докл. Республиканской научно-практической конференции по вопросам химизации сельского хозяйства. Казань, 1978. С.41-43. 163. Нуриев, С.Ш. Известкование - основа повышения плодородия почв и экологизация земледелия / С.Ш. Нуриев // Нива Татарстана. - 2003. - №4. - С.1012. 164. Нуриев, С.Ш. Изменение физико-химических свойств светло-серых лесных почв и выщелоченных черноземов Татарской АССР под влиянием окультуривания / С.Ш. Нуриев // Научные доклады высшей школы. Биологические науки. - 1970. - №10. - С.89-92. 165. Нуриев, С.Ш. Прогноз изменения содержания подвижного фосфора в почвах Татарской АССР / С.Ш. Нуриев, В.Н. Мещанов // Тез. докл. на юбилейной конференции ТатНИИСХ. - Казань, 1980. - С.31-32. 199 166. Нуриев, С.Ш. Кислотность почв и баланс кальция и магния в земледелии Республики Татарстан / С.Ш. Нуриев, В.З. Шакиров, А.А. Лукманов // Агрохимический вестник. – 2006. - № 3. - С.29-30. 167. Нуриев, С.Ш. Норма расхода известковых материалов для сдвига реакции почвенной среды до оптимального уровня рН на различных типах почв / С.Ш. Нуриев, В.Н. Мещанов, Ф.Г. Бурганов. - Москва, 1986. - 14 с. 168. Нуриев, С. Ш. Состояние кислотности почв в Республике Татарстан / С.Ш. Нуриев // Агрохимический вестник. - 2000. - №4. - С.9-11. 169. Нуриев, С.Ш. Состояние плодородия почв республики Татарстан и проблемы повышения их плодородия / С.Ш. Нуриев, А.А. Лукманов, К.М. Хуснутдинов, И.Н. Салимзянова. - Казань: ООО «ИПЦ «Экспресс-формат», 2009. - 160 с. 170. Нуриев, С.Ш. Проблемы бездефицитного баланса гумуса в почвах Татарской АССР / С.Ш. Нуриев, Т.Х. Ишкаев // Сб. «Научные основы и практические приемы повышения плодородия почв Урала и Поволжья». - Уфа. 1988. - С.16-17. 171. Нуриев, С.Ш. Эффективность фосфоритования кислых почв при совмещении с различными приемами известкования / С.Ш. Нуриев, В.Н. Мещанов, Ф.Г. Бурганов // Сб. «Научные основы и практические приемы повышения плодородия почв Урала и Поволжья». - Уфа, 1988. - С.103-104. 172. Овчаренко, М.М. Тяжелые металлы в системе почва-растение- удобрение / М.М. Овчаренко; под общей редакцией академика МАЭН М.М. Овчаренко. - М, 1997. - 290 с. 173. Овчаренко, М.М. Эколого-агрохимическое обоснование приемов стабилизации кальциевого режима дерново-подзолистых почв / М.М. Овчаренко, В.И. Савич, О.И. Рыбакова, Ю.А. Куликов // Агрохимический вестник. - № 6. 2004. - С. 21. 200 174. Окороков, В.В. Фосфорно-калийный режим серой лесной почвы Вла- димирского ополья при внесении удобрений / В.В. Окороков // Агрохимия. 2002.- №5 - С.5-12. 175. Ониани, О.Г. Агрохимия калия / О.Г. Ониани.- М.: Наука, 1981. – 200 176. Орлов, Д.С. Биогеохимия / Д.С. Орлов, О.С. Безгулова.- Ростов-на- с. дону: Феникс, 2000. - 320 с. 177. Орлов, Д.С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении / Д.С. Орлов, Л.И. Садовникова, И.Н. Лозановская.- М.: высшая школа, 2002. - 334 с. 178. Орлов, Д.С. Практикум по химии гумуса / Д.С. Орлов, Л.А. Гришина. - М.: Изд-во моек, ун-та, 1981. - 320 с. 179. Орлов, Д.С. Влияние орошения на содержание гумусовых веществ и углеводов в южных и предкавказских черноземах / Д.С. Орлов, Е.М. Аниканова, Л.К. Садовникова //Агрохимия. - 1975. - №12. - С.51-58. 180. Орлов, Д.С. Органическое вещество почв и органические удобрения / Д.С. Орлов, И.Н. Лозановская, П.Д. Попов. - М.: Изд-во МГУ, 1985. - 98 с. 181. Панасин, В.И. Сера и урожай / В.И. Панасин, В.Д. Слобожанинова, Н.В. Лопатина.-Калининград: Изд. «КГТ», 1999. - 150 с. 182. Панников, В.Д., Минеев В.Г. Почва, климат, удобрение и урожай / В.Д. Панников, В.Г. Минеев. -М.: «Колос», 1977. – 416 с. 183. Панников, В.Д. Теория и практика повышения плодородия почв / В.Д. Панников // Вестник с.х. науки, 1981, №12. – С.14-23. 184. Пахомова, урожайность яровой В.М. Морфофункциональная пшеницы при некорневой характеристика обработке и хелатными микроудобрениями / В.М. Пахомова // Агрохимический вестник. - 2009. - №5. С.10-12. 185. Пейве, Я.В., Микроэлементы и их значение в сельском хозяйстве / Я.В. Пейве. - М.: Изд-во с.-х. л-ры, журналов и плакатов, 1961. - 63 с. 201 186. Перцовская, А.Ф. Влияние тяжелых металлов на биосистемы почвы в зависимости от ее рН / А.Ф. Перцовская, Е.Л. Паникова, Н.Л. Великанов // Гигиена и сан., 1987, № 4. С.14-17. 187. Попов, П.Д. Воспроизводство гумуса и хозяйственно-биологический круговорот органического вещества в земледелии на основе перспективных технологий производства и применения органических удобрений : автореф. дис. ... д-ра с. - х. наук / Попов П.Д. - М.. 1997. - 64 с. 188. Потутаева, Ю.А. Агрохимическая эффективность и перспективы применения минеральных удобрений с микроэлементами: автореф. дис.... д-ра с. х. наук / Потутаева Ю.А. - 1987. - 23 с. 189. Праздников, С.С. Совершенствование методологии агрохимических исследований / С.С. Праздников // Мат. науч. конф. «Способы рекультивации загрязненных тяжелыми металлами почв» (г. Белгород, 1995). -М.: Изд-во МГУ, 1997. - С.173-180. 190. Прокошев, В.В. Актуальные вопросы агрохимии калийных удобрений / В.В. Прокошев // Агрохимия. - 1985. - №4. С.32-42. 191. Прокошев, В.В. Калийные удобрения / В.В. Прокошев, И.М. Богдевич. – Международный институт калия, 1994. – 67 с. 192. Прянишников, Д.Н. Сравнение действия навоза и минеральных удобрений / Д.Н. Прянишников // Избранные сочинения. Том 1. – М.: Сельхозгиз, 1952. – С.53 193. Пчелкин, В.У. Почвенный калий и калийные удобрения / В.У. Пчелкин. - М.: Колос, 1966. - 354 с. 194. Пятакова, Л.П. Изменение биологической активности почвы в зависимости от содержания тяжелых металлов и увлажнения / Л.П. Пятакова // Агрохимический вестник. – 2008. - №4. –С.37. 195. Ризположенский, Р.В. Естественно-историческое описание Казанской губернии / Р. В. Ризположенский // Тр. об-ва естествоиспытателей при Казанском ун-те. -1892, т. 24, в.6. 202 196. Ринькис, Г.Я. Основы оптимизации минерального питания растений / Г.Я. Ринькис, Х.К. Рамане, Г.В. Паэгле // Макро и микроэлементыы в минеральном питании растений. - Рига, ЗИНАТНЕ, 1979. - С.29-83. 197. Рудай, И.Д. Агроэкономические проблемы повышения плодородия почв / И.Д. Рудай. – М.: Россельхозиздат, 1985. - 41с. 198. Руцкая, С.И. Новые удобрения с микроэлементами в свекловодчестве / С.И. Руцкая, Л.И. Ксенэл // Тез. докл. IX Всесоюз. конф. - Кишинев: ШТНИНЦА, 1981. - С.165 - 166. 199. Сафиоллин, Ф.К. Инкрустация семян жидкими - стимулирующими составами (ЖУСС) / Ф.К. Сафиоллин, И.А. Гайсин, Г.С. Минуллин // Агрохимический Вестник. - 2001. - №6. - С.31-34. 200. Сафин, Р.И. Научные основы повышения продуктивности картофельного агроценоза / Р.И. Сафин. – Казань, 2001. – 152 с. 201. Селянинов, Г.Т. Агроклиматическая карта мира / Г.Т. Селянинов. – Л.: Гидрометеоиздат, 1966. – 12 с. 202. Симачинский, В.Н. Исследование миграции кальция и магния в дерново-подзолистой почве в зависимости от известкования и удобрения: автореф. дис. канд. с.-х. наук / Симачинский В.Н. – Киев, 1976. – 26 с. 203. Синих, Ю.Н. Севооборот и биологизация земледелия / Ю.Н. Синих // Аграрная Россия. – 2010. - №6. – С.5-9. 204. Соколов, А.В. Агрохимия фосфора / А.В. Соколов. – М. Л.: Изд-во АН СССР, 1950. – 150 с. / Сер. «Итоги и проблемы совр. науки». 205. Соловьев, В.М. Мониторинг содержания мышьяка в почвах Ярославской области / В.М. Соловьев // Агрохимический вестник. - 2008. - № 5. – С.11. 206. Соловьева, Е.И. Изменение содержания макро- и микроэлементов в почвах дерново-подзолистого типа при систематическом применении удобрений в севообороте: автореф. дис. … канд. биол. наук / Соловьева Е.И. М., 1986. 22 с. 203 207. Столярова, А.А. К вопросу об использовании растениями обменной и необменной формы калия в почвах / А.А. Столярова. – Химизация соц. Земледелия, 1940, № 2/3. 208. Сулейманов, И.Р. Действие серосодержащих удобрений на урожайность ярового рапса и потребление макроэлементов растениями в условиях серой лесной почвы / И.Р. Сулейманов, М.Ю. Гилязов // Агрохимический вестник. - 2010, - № 4. - С.20-22. 209. Сычев, В.Г. Состояние и эффективность химической мелиорации почв в земледелии Российской Федерации / В.Г. Сычев, И. А. Шильников, Н.И. Аканова // Плодородие. - 2013. - № 1. - С.9-13. 210. Тагиров, М.Ш. Оценка роли хелатных форм микроудобрений (препараты ЖУСС) в адаптивных технологиях возделывания картофеля на серой лесной почве: автореф. дис. канд. с.-х. наук / Тагиров М.Ш.. -Казань, 2002. – 16 с. 211. Танделов, Ю.П. Плодородие кислых почв земледельческой территории Красноярского края / Ю.П. Танделов. – Красноярск, 2012. – 161 с. 212. Титова, В.И. Влияние различных видов органических удобрений на воспроизводство плодородия нарушенных почв / В.И. Титова, Е.В. Добахова, А.А. Ветчинников // Агрохимия. - 2011. - №5. - С.9-17. 213. Тонконоженко, Е.В. Микроэлементы в почве и оптимизация условий питаний растений / Е.В. Тонконоженко // Тез. докл. II Всесоюз. конф. Самарканд, 1990. - С.235-236. 214. Троц, В. Плодородие почв – основа благосостояния населения / В. Троц, Д. Ахматов // Аграрное решение. – 2011. - № 3. – С.22-26. 215. Тюлькин, В.А. Сезонные изменения загрязнения придорожной зоны тяжелыми металлами / В.А. Тюлькин, А.А. Панфилов. // Проблемы эксплуатации и обслуживания транспортно-технологических машин: Материалы международной научно-технической конференции. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2008. – С.185-188. 204 216. Тюрин, И.В. К вопросу о генезисе и классификации лесостепных и лесных почв / И.В. Тюрин // Уч. зап. Казанского ун-та. - 1930, т.90, кн. 3-4. 217. Уточкин, В.Г. Теория и практика эффективного фосфоритования кислых почв Нечерноземной зоны Российской Федерации: автореф. дис. ... д-ра с. - х. наук / Уточкин В.Г. - М., 1995. - 102 с. 218. Уточкин, В.Г. Фосфоритование почв Нечерноземной зоны (рекомендации) /В.Г. Уточкин. – М.: Агропромиздат, 1989. – 56 с. 219. Филок, И.И. Влияние сельскохозяйственного освоения и длительного применения удобрений на гумусное состояние темно-серых лесных почв / И.И. Филок, И.А. Шеларь // Агрохимия. - 2002. - №1. - С.16-22. 220. Фомин, В.Н. Сыромолотый гипс - ценное серосодержащее удобрение / В.Н. Фомин, И.У. Вальников // Нива Татарстана. - № 4, - 2003. - С.8-9. 221. Хабибуллин, Р.Г. Эффективность доломитовой муки в зависимости от размера еѐ частиц / Р.Г. Хабибуллин, Ш.А. Алиев // Почвы Ср. Поволжья и Урала, теория и практика их использования и охраны. Тез. докл. XII конф. почвоведов, агрохимиков и земледелов Ср. Поволжья и Урала. - Казань: Таткнигиздат., 1991. - С.226-228. 222. Хала, В.Г. О регулировании баланса серы в почвах Волгоградской области / В.Г. Хала, В.И. Филин // Агрохимический вестник. - № 5, -2001. - С.1920. 223. Халиуллин, К. В. Влияние длительного применения удобрений на продуктивность севооборота и плодородие почвы / К. В. Халиуллин // Повышение плодородия почв в различных природно-климатических зонах Башкирии. - Уфа, 1985. - С.36-39. 224. Хан, Д.В. Органоминеральные соединения и структура почвы / Д.В Хан. - М.: Наука, 1969, 142 с. 225. Хлевина, С.Е. Зависимость урожайности сельскохозяйственных культур от метеорологических условий в Республике Мордовия / С.Е. Хлевина // 205 Актуальные проблемы географии и геоэкологии. –2012. Вып. 1 (11). – 14 с. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://geoeko.mrsu.ru /. 226. Храмов, И.Т. Некоторые вопросы оптимизации агрохимических показателей плодородия серой лесной тяжелосуглинистой почвы / И.Т. Храмов // ТрудыТатНИИ агрохимии и почвоведения. Плодородие почв, удобрения,урожай. - Казань: Издательство «ДАС». 2001. - С.31-48. 227. Храмов, И.Т. Влияние навоза и фосфорного минерального удобрения на фосфатный режим почвы и продуктивность посевов / И.Т. Храмов // Труды ТатНИИ агрохимии и почвоведения. Плодородие почв, удобрения, урожай. Казань: Изд-во «ДАС», 2001. - С.97-98. 228. Чеботарев, Н. Т. Влияние длительного применения удобрений на содержание, фракционный состав и баланс гумуса в дерново-подзолистых почвах европейского Северо-Востока / Н.Т. Чеботарев, Г.Т. Шморгунов, Е.М. Лаптева, В.И. Ермолина, В.М. Кормановская // Агрохимия. - 2009. - 310. - С.11-16. 229. Чекмарев, П.А. Плодородие и продуктивность почв Республики Татарстан / П.А. Чекмарев, А.А. Лукманов, С.Ш. Нуриев. – Казань, 2011. – 245 с. 230. Чекмарев, П.А. Система удобрения в условиях биологизации земледелия / П.А. Чекмарев, С.В. Лукин // Достижения науки и техники АПК. 2012. - №12. – С.10-12. 231. Чекмарев, П.А. Мониторинг содержания органического вещества в пахотных почвах ЦЧР. / П.А. Чекмарев, С.В. Лукин, Ю.И. Сискевич, Н.П. Юмашев, В.И. Корчагин, А.Н. Хижняков // Достижения науки и техники АПК. 2011. –№10. – С.23. 232. Черников, В.А. Агроэкология / В.А. Черников; под ред. Черникова В.А., Чекереса А.И.. - М.: Колос, 2000. - 536 с. 233. Черных, Н.А. Содержание и трансформация соединений свинца в дерново-подзолистой почве / Н.А. Черных // Тр. 8 науч. конф. мол. ученых фак. почвовед. МГУ, Москва, 14-16 апреля 1986, МГУ. -М., 1989, с. 139-143. 206 234. Чернышева, А.П. Сравнительное действие разных по растворимости фосфоросодержащих удобрений на урожай растений и фосфатный режим дерново - подзолистый почвы: автореф. дис. ... канд. с. - х. наук / Чернышева А.П. - М., 1984. - 22 с. 235. Чириков, Ф.В. Агрохимия калия и фосфора / Ф.В. Чириков. - М.: Сельхозиздат, 1956. - 464 с. 236. Чумаченко, И.Н. Агрохимия фосфора и нетрадиционного минерального сырья / И.Н. Чумаченко, Б.А. Сушеница, Ш.А. Алиев. – М., 2001. – 290 с. 237. Чумаченко, И.Н. Влияние фосфоритной муки Сюндюковского месторождения Татарстана на плодородие почв / И.Н. Чумаченко, Б.А. Сушеница, Ш.А. Алиев // Совершенствование методологии исследований фосфатного режима почв, оптимизация фосфорного питания растений и баланс фосфора в агросистемах. Материалы симпозиума. - Москва, 1999. - С.31-33. 238. Шакиров, В.З. Влияние приемов детоксикации почв на содержание солей тяжелых металлов в клубнях картофеля / В.З Шакиров, Ш.А. Алиев и др. // Материалы науч. практ. конф. - «Современные проблемы оптимизации минерального питания растений». Н.Новгород, 1998. - С.71-73. 239. Шакиров, В.З. Изменение объемного веса и структурно-агрегатного состава серой лесной почвы под влиянием длительного применения удобрений и состава возделываемой в севообороте культур / В.З. Шакиров // Тез. докл. респуб. научно-технической конф. молодых ученых и специалистов. - Казань, 1974. С.17-18. 240. Шакиров, В.З. Последействие систематического применения удобре- ний в севообороте на пищевой режим серой лесной почвы в условиях Предкамья ТАССР: автореф. дис. ... канд. с. - х. наук / Шакиров В.З. - Казань. 1976. - 27 с. 241. Шакиров, К.Ш. Условия образования и генезис серых лесных почв Татарии / К.Ш. Шакиров // Серые лесные почвы Татарии, их плодородие и 207 рациональное использование. - Казань: Изд-во Казанского университета. - 1991. С.16-24. 242. Шакиров, Р.С. Применение удобрений в энергосберегающей системе земледелия / Р.С. Шакиров, В.З. Шакиров // Слагаемые эффективного агробизнеса. Обобщение опыта и рекомендации. Часть 1. Земледелие и растениеводство. – Казань, 2005. – С.44-54. 243. Шарапов, М.М. Эффективность систем удобрения в полевом севообороте на темно серой лесной почве Татарии: автореф, дис. …канд. с. - х. наук / Шаряпов М.М. - Казань, 1975. - 20 с. 244. Шеуджен, А.Х. Агрохимия и физиология питания риса / А.Х. Шеуджен . - Майкоп, ГУРИПП "Адыгея", 2005. - С. 314-317. 245. Шеуджен, А.Х. Влияние микроэлементов на аммонифицирующую и нитрофицирующую активность почвы в условиях присоединения / А.Х. Шеуджен, О.А. Досеева, К.М. Авакян и др. // Тез. докл. II Всесоюз. конф. - Самарканд, 1990. - С.247-248. 246. Шеуджен, А.Х. Влияние доз и сочетаний минеральных удобрений на урожайность и качество сельскохозяйственных культур, возделываемых на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья / А.Х. Шеуджен, А.И. Столяров, Л.П. Леплявченко, Л.И. Громова, В.П. Суетов и др. / Тр. КубГАУ – 431 (459) - 2008. – С.48-59. 247. Шеуджен, А.Х. Эффективность предпосевного обогащения семян риса кобальтом / А.Х. Шеуджен, М.С. Симон // Энтузиасты аграрной науки: Труды Кубанского ГАУ. - Вып. 12. - Краснодар, 2010. - С.153-167. 248. Шильников, И.А. Значение известкования и потребность в известковых удобрениях / И.А. Шильников, Н.И. Аканова, В.Н. Темников // Агрохимический вестник, 2008, № 6. – С.28-31. 249. Шильников, И.А. Известкование кислых почв / И.А. Шильников, Л.А. Лебедева. – М.: Агропромиздат, 1987. – 167 с. 208 250. Шкель, М.П. Влияние серосодержащих удобрений на плодородие почвы и урожай полевых культур / М.П. Шкель, Р.Д. Андрюнина И.А. Жукова. //Агрохимия. -№ 12. - 1979 - С.30-31. 251. Школьник, М. Я. Значение микроэлементов в жизни растений и земледелии Советского Союза. / М.Я. Школьник. - М.: Изд-во Акад. Наук СССР, 1963. 252. Шорин, В.М. Водно-пищевой режим серой лесной почвы в отдельных звеньях севооборота на фоне различных удобрений в условиях Предкамья ТАССР: автореф. дис. ... канд. с. - х. наук / Шорин В.М. - Казань, 1968. - 20 с. 253. Ягодин, Б.А. Агрохимия. / Б.А. Ягодин., П.М. Смирнов, А.В. Петербургский и др.; по ред. Б.А. Ягодина. – 2-ое изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1989. - 656 с. 254. Ягодин, Б. А. Агрохимия / Б. А. Ягодин, Ю. П. Жуков, В. И. Кобзаренко. - М: Колос, 2002. С.584. 255. Arnon I. Optimizing Vields and Water Vse in Mediterranean Agriculture/ Soils Dediterr/ Type Clim and Their Vield Potential // Proc. 14th Collog. Int. Potash. Ins., Sevilla. Wordbiauden, Bern. 256. Alloway B.J., Jackson A.P. The behaviour of heavy metals in sewage sludgemended soil/ Sci. total environ., 1991, 100, p. 151-176. 257. Alvarez R. A review of nitrogen fertilizer and conservation tillage effects on soil organic carbon storage // Soil Use and Management. -2005. -V. 21. № 1. - P. 3852. 258. Cordero A., Chavaria A. Encalado de ultisoles en Costa Rica: II Aniones (P, B, S) у elementos menores cationicos (Ze, Cu, Zn, Mn). Turrialba, 1987, 37, № 1, 59-70. 259. Edmeades D.C. The long-term effects of manures and fertilizers on soil productivity and quality: a review // Nutrient Cycling in Agroecosystems. - 2003. - V. 66. №2.-P. 165-180. 209 260. Evans G.E., Attos O.J. Potassium supplying power in virgin and cropped soils. – Soil Sci., 1948, vol. 66. 261. Gorlach E, Curyto Tadeusz. Wplyw wapnowania na plonowanie i sklad chemiczny runi lakowej w zaleznosci od pH gltby. Cz. II. Zawartosc mikroelementow. Acta agr. et silv. Ser. agr., 1987, 26. 121-133. 262. Filipek - Mazur Barbara. Contents of boron, cobalt, and molybdenum in a profite of a moumtari meadow soil after 16 years of mineral fertilization // Zb. prednas. 8 Kongr. AARICHEM 90, Nitra, 1990. - P. 100-103. 263. Jankauskaite M. et. al. sunkinju metalu pasiskirstymas Kalvotu geosistemu dirvozemyje. "Гeoгp. ежегодник". т. 22-23: Геоэкол. пробл. Вильнюс, 1986, 137145. 264. Jochi L.C., Dhir R P., Gupta B.S. Influence of soil parameters on DTPA extractable micronutrients in arid soils. Plant and Soil. 1983, 72, № 1, 31-38. 265. Keul M. Preda M. et al. Blei-und Cadmiumgehalte in Maispflanzen in Abhangigkeit vom Schwetallgehalt und der Textur des Bodens. 'Contnb. bot. Univ. Cluj-Napoca", 1987, 229-304. 266. Komisarek J. et al. Wplyw CaC03 na zawartos'c roznych form Cu. Zn i Pb w glebach skazomych. Pr. Komiss. nauk Rol/ J. Komiss. nauk les./PTPN-1990(1991) 69, с 53-62. 267. Schiid Rudiger. Zunk kinetik der Mangan - Reduktion und - oxidation in abdangigket von der Bodenfuuchte // Wiss. Z. Wilheim. Pieck-Uvin., Rostock. Naturwiss. R. - 1988. - v. 37, №7. 268. Simard R.R., Evans L.J., Bates Т.Е. The effects of additions of CaC0 3 and P on the soil solution chemistry of a Podzolic soil/ Can. J. Soil Sci., 1988, 68, № 1, 4152. 210 ПРИЛОЖЕНИЯ 211 Приложение 1 Средняя температура воздуха по данным метеорологической станции «Арск» март апрель май июнь июль август сентябрь октябрь ноябрь декабрь год 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 февраль Годы январь Средняя температура воздуха, о С -7,8 -8,7 -8,0 1,0 11,6 20,3 22,9 20,6 10,3 6,9 -2,6 -6,8 5,0 -14,5 -13,6 -6,7 3,9 11,5 13,4 19,4 16,3 12,2 2,1 -1,5 -4,4 3,2 -6,8 -9,2 -7,2 8,7 11,6 14,7 19,1 15,8 10,4 4,1 -3,6 -5,6 4,3 -9,0 -12,9 -4,6 4,2 16,8 17,4 20,9 15,2 12,0 3,8 -5,3 -14,7 3,7 -10,9 -14,2 -5,7 3,0 12,0 15,6 18,0 19,6 10,9 3,8 -4,0 -9,1 3,3 -11,4 -15,3 -3,5 8,3 11,0 18,1 17,1 16,5 9,5 3,2 -5,1 -11,7 3,1 -21,2 -8,9 -7,5 0,2 14,7 20,3 17,8 15,7 9,0 0,8 -10,1 -11,8 1,6 -14,0 -9,9 -3,7 4,1 12,7 20,2 23,2 18,5 10,0 3,8 -8,9 -11,1 3,7 -10,8 -7,6 -4,1 2,8 12,4 21,1 20,4 15,8 11,4 4,1 -3,5 -8,2 4,5 -11,9 -4,4 -1,3 6,2 10,2 15,8 18,7 16,1 9,4 2,0 -4,1 -7,3 4,1 -11,7 -10,3 -5,5 7,4 15,1 20,4 18,8 15,0 10,7 6,9 -2,5 -11,2 4,4 -10,6 -11,1 -3,8 5,1 11,2 16,3 17,4 16,0 14,2 1,9 -3,9 -7,4 3,8 -8,4 -12,1 -6,4 4,1 13,5 16,7 19,5 16,4 6,7 3,0 -9,8 -8,2 2,9 -8,5 -17,8 -6,6 4,6 11,2 16,0 16,2 15,2 13,1 4,2 -5,0 -10,8 2,7 -10,6 -4,5 -1,9 10,7 15,8 20,3 19,5 17,4 13,7 5,6 -4,3 -14,0 5,6 -13,7 -6,0 -4,0 2,8 14,0 19,4 18,5 16,0 14,0 5,9 -2,1 -11,1 4,5 -16,7 -10,0 -4,1 4,6 11,0 19,2 17,3 15,8 10,3 4,2 -6,1 -11,6 2,8 -11,3 -7,3 -3,2 3,2 13,4 19,0 21,3 15,0 11,8 4,6 -3,1 -11,0 4,4 -9,5 -7,9 -7,1 6,1 8,1 18,9 20,9 16,1 10,3 6,2 -9,3 -6,2 3,9 -8,6 -6,6 -3,7 8,2 9,0 18,1 21,9 16,7 9,9 4,2 -5,5 -9,2 4,5 -6,3 -10,3 -3,6 8,5 13,2 16,2 20,9 16,0 12,2 3,0 -2,1 -13,0 4,6 -8,5 -3,2 -0,8 4,3 9,0 16,1 21,8 14,1 11,7 3,4 -2,9 -19,3 3,8 -10,9 -13,2 -6,1 4,8 13,5 13,3 20,5 18,8 11,5 5,8 -1,4 -4,3 4,4 -9,4 -11,3 -1,7 1,4 13,6 16,9 20,9 18,4 12,4 3,9 -2,4 -7,9 4,6 -8,5 -13,0 -8,9 5,0 16,5 15,9 18,4 17,4 12,6 5,4 -0,3 -6,4 4,5 -17,4 -14,7 -5,1 5,3 13,1 20,3 17,5 17,9 12,4 3,6 -4,1 -3,9 3,7 -4,1 -15,7 -2,2 5,2 15,0 15,5 19,5 21,0 11,8 5,7 -5,3 -11,3 4,6 -12,0 -7,0 -0,6 7,2 11,8 15,8 20,0 18,4 9,2 7,0 1,3 -5,9 5,4 -11,1 -9,6 -3,4 2,9 13,7 19,4 18,8 16,4 13,9 5,4 -1,9 -11,4 4,4 -18,0 -14,5 -5,2 6,5 17,0 20,3 25,3 21,9 12,8 3,1 0,2 -10,1 4,9 212 Приложение 2 Количество месячных и годовых осадков по данным метеорологической станции «Арск» март апрель май июнь июль август сентябрь октябрь ноябрь декабрь год 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 февраль Годы январь Осадки, мм 27,3 15,0 40,8 22,9 9,2 15,1 10,4 63,2 42,7 59,0 31,6 36,4 373,6 40,3 14,3 23,5 67,8 56,2 58,2 45,6 66,7 35,9 30,1 35,4 23,4 497,4 23,3 58,9 21,0 24,5 32,2 73,5 94,5 18,6 53,5 43,2 50,0 17,3 510,5 22,4 0,0 3,4 8,3 19,4 89,0 72,5 142,2 67,1 58,0 40,8 16,7 539,8 43,3 41,7 22,9 35,4 38,6 61,5 95,5 24,8 65,8 50,4 65,4 71,6 616,9 34,9 26,5 9,6 12,2 19,5 83,3 61,2 77,6 104,5 53,8 45,6 32,6 561,3 36,9 30,5 6,6 47,1 72,5 15,2 90,6 46,8 73,1 0,6 21,2 45,1 486,2 13,1 23,6 32,9 30,3 22,9 41,4 49,7 58,1 62,2 27,7 35,6 38,6 436,1 45,7 35,6 38,3 40,3 78,0 45,6 75,7 52,8 8,5 134,9 38,3 60,6 654,3 38,5 45,4 57,4 43,7 19,0 92,8 122,3 71,5 53,8 46,3 52,7 23,9 667,3 25,4 21,4 22,7 38,8 24,8 21,9 33,5 87,0 32,3 48,6 21,3 30,9 408,6 30,7 27,4 21,1 55,1 28,7 26,8 111,9 29,5 15,2 77,0 80,3 17,0 520,7 52,7 27,2 13,9 36,1 13,0 91,0 20,6 44,6 79,8 26,1 4,0 49,2 458,2 42,7 15,5 20,5 4,6 47,1 45,7 67,4 25,5 24,9 50,0 71,9 34,7 450,5 43,2 50,7 31,8 31,4 11,6 38,3 29,0 60,8 22,3 49,6 85,5 45,1 499,3 42,3 11,0 22,0 28,0 25,0 30,2 73,9 29,0 24,8 24,0 22,0 30,0 362,2 40,1 30,5 23,2 65,4 34,8 120,3 44,5 30,3 66,7 94,5 32,0 32,1 614,4 43,0 10,4 21,6 26,9 24,8 29,8 72,0 30,0 25,9 23,4 21,7 31,4 360,9 50,2 50,2 16,8 10,9 53,8 40,7 64,8 93,1 47,1 20,7 45,9 52,4 546,6 47,0 30,6 33,1 13,1 31,6 110,9 71,8 89,6 74,9 12,8 25,7 37,1 578,2 58,0 57,0 58,9 10,1 66,7 153,5 4,8 85,9 33,2 61,4 53,8 47,9 691,2 35,7 41,1 29,0 27,4 45,2 61,7 49,4 29,2 64,8 81,8 83,7 32,5 581,5 38,2 8,4 7,7 12,7 23,8 99,9 67,2 26,9 21,2 48,0 24,2 38,2 416,4 53,1 17,2 32,6 39,1 44,6 52,8 96,3 38,9 54,8 36,0 33,7 44,4 543,5 29,0 25,3 48,0 26,7 27,8 136,3 98,6 14,7 17,5 16,6 10,8 62,5 513,8 22,3 36,2 66,6 49,7 46,9 24,2 35,5 72,3 35,9 56,6 53,5 54,8 554,5 59,7 41,6 20,6 46,6 35,3 36,6 138,4 40,5 70,2 33,3 40,8 26,3 589,9 50,8 43,2 34,0 5,9 69,2 58,8 101,4 100,5 31,4 56,5 65,7 12,1 629,5 42,0 10,6 21,5 27,8 25,3 30,5 74,9 29,2 25,0 23,7 22,1 31,0 363,6 452 11,2 37,2 7,4 19,1 5,7 6,8 29,9 37,2 42,4 47,2 126,3 415,6 213 Приложение 3 Группировка почв по содержанию гумуса, использованная для оценки степени обеспеченности в V -VI циклах агрохимического обследования Почвы I очень низкое Группы по содержанию гумуса II III IV низкое среднее повышенное V высокое Дерново<1,0 1,1-1,5 1,6-2,0 2,1-2,5 >2,5 подзолистая Светлокоричневая, <1,5 1,6-2,0 2,1-2,5 2,6-3,0 >3,0 светло-серая лесная Серая, коричневая, <2,0 2,1-2,5 2,6-3,0 3,1-4,0 >4,0 серая лесная Темнокоричневая, <3,0 3,1-3,5 3,6-4,0 4,1-5,0 >5,0 тѐмно-серая лесная Чернозѐм <4,0 4,1-5,0 5,1-6,0 6,1-7,0 >7,0 оподзоленный Чернозѐм <5,0 5,1-6,0 6,1-7,0 7,1-8,0 >8,0 выщелоченный Луговочернозѐмная, <3,0 3,1-3,5 3,6-4,0 4,1-4,5 >4,5 пойменная Среднее содержание гумуса с учетом распространенности типов и подтипов почв в Балтасинском муниципальном районе, % Для всех типов и подтипов почв 1,72 2,00 2,53 3,21 3,65 214 Приложение 4 Группировка почв по содержанию гумуса, использованная для оценки степени обеспеченности в VII-VIII циклах агрохимического обследования № Степень Группы обеспеченности Содержание гумуса, % интервал среднее 0-2,0 1,00 1 Очень низкая 2 Низкая 2,1-4,0 3,05 3 Средняя 4,1-6,0 5,05 4 Повышенная 6,1-8,0 7,05 5 Высокая 8,1-10,0 9,05 6 Очень высокая Более 10,0 10,1 215 Приложение 5 Динамика распределения площадей пашни по степени кислотности в Балтасинском муниципальном районе Республики Татарстан по циклам агрохимического обследования Циклы обследования (годы) Показатели I (19651970 гг.) II (19711979 гг.) III (19801985 гг.) IV (19861990 гг.) V (19911995 гг.) VI (19962000 гг.) VII (20012005 гг.) VIII (20062010 гг.) В процентах от обследованной площади Обследованная 100 100 100 100 100 100 100 100 -сильнокислая 0,5 0,4 0,5 0,8 0,9 1,8 0,7 0,3 -среднекислая 23,4 17,3 10,9 16,2 15,0 13,0 7,8 5,4 -слабокислая 43,6 37,3 29,6 37,8 37,5 31,7 29,3 34,2 Всего кислых 67,5 55,0 41,0 54,8 53,4 46,5 37,8 39,9 15,8 21,4 25,9 26,3 26,3 29,2 37,2 37,7 16,7 23,6 33,1 18,9 20,3 24,3 25,0 22,4 5,4 5,5 5,6 5,5 5,5 5,5 5,6 5,6 площадь Степень кислотности: -близкая к нейтральной -нейтральная Средневзвешенная величина рНсол 216 Приложение 6 Динамика распределения площадей пашни по обеспеченности подвижным фосфором в Балтасинском муниципальном районе Республики Татарстан по циклам агрохимического обследования Циклы обследования (годы) Показатели I (19651970 гг.) II (19711979 гг.) III (19801985 гг.) IV (19861990 гг.) V (19911995 гг.) VI (19962000 гг.) VII (20012005 гг.) VIII (20062010 гг.) В процентах от обследованной площади Обследованная 100 100 100 100 100 100 100 100 31,4 15,1 2,6 0,1 0,1 0,0 0,5 0,3 -низкая 48,1 37,5 22,2 4,8 2,6 1,4 5,4 4,1 -средняя 11,8 28,5 47,2 41,0 32,0 20,2 29,0 33,4 -повышенная 5,1 9,2 12,4 25,4 27,9 24,8 29,6 30,0 -высокая 2,9 8,9 12,8 20,2 28,8 41,1 25,7 21,3 -очень высокая 0,7 0,8 2,8 8,5 8,6 12,5 9,8 10,9 Средневзвешенное содержание, мг/кг 46 69 91 126 139 160 137 134 площадь Степень обеспеченности: -очень низкая 217 Приложение 7 Динамика распределения площадей пашни по обеспеченности подвижным калием в Балтасинском муниципальном районе Республики Татарстан по циклам агрохимического обследования Циклы обследования (годы) Показатели I (19651970 гг.) II (19711979 гг.) III (19801985 гг.) IV (19861990 гг.) V (19911995 гг.) VI (19962000 гг.) VII (20012005 гг.) VIII (20062010 гг.) В процентах от обследованной площади Обследованная площадь Степень обеспеченности: -очень низкая 100 100 100 100 100 100 100 100 2,8 0,8 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 -низкая 33,5 16,4 13,1 11,5 3,7 7,6 4,5 9,6 -средняя 43,6 58,6 45,4 43,1 38,4 41,3 34,9 43,2 -повышенная 14,7 19,2 27,9 29,1 38,4 32,3 34,9 31,8 -высокая 5,4 5,0 9,6 12,6 15,6 13,7 14,2 11,6 -очень высокая 0,0 0,0 4,0 3,7 3,9 5,1 11,5 3,8 Средневзвешенное содержание, мг/кг 97 107 117 128 139 134 147 129 218 Приложение 8 Градация почв по содержанию подвижных форм микроэлементов и серы, мг/кг Степень обеспеченности низкая средняя высокая Содержание подвижных форм, мг/кг < 0,10 0,11-0,22 > 0,22 < 0,33 0,34-0,70 > 0,70 < 30 31-70 > 70 < 1,5 1,6-3,3 > 3,3 < 0,7 0,8-1,5 > 1,5 < 1,0 1,1-2,2 > 2,2 < 6,0 6,0-12,0 > 12,0 Элемент Молибден Бор Марганец Медь Цинк Кобальт Сера Приложение 9 Содержание подвижных форм микроэлементов и серы в пахотных почвах Республики Татарстан и Балтасинского района по результатам VIII цикл агрохимического обследования Средневзвешенное содержание, мг/кг Степень обеспеченности бор марганец медь цинк кобальт сера 0,14 0,64 63,0 2,7 3,1 1,7 7,7 средняя средняя средняя средняя средняя средняя средняя 3,4 3,1 Регион молибден Республика Татарстан Балтасинский район 0,14 0,59 70,1 средняя средняя высокая высокая средняя 1,5 8,5 средняя средняя 219 Приложение 10 Структура посевных площадей Балтасинского муниципального района Республики Татарстан по циклам агрохимического обследования Культуры Озимая рожь Озимая пшеница Яровая пшеница Ячмень Овес Горох Вика Картофель Многолетние травы на сено Однолетние травы на сено Однолетние травы на з/к Кукуруза на силос Силосные культуры Кормовые корнеплоды Прочие Чистый пар Пашня в обработке Циклы агрохимического обследования Ед. изм. I II III IV V VI VII VIII га 18409 19342 18305 19141 14375 10647 7258 4581 % 23,2 24,5 23,1 24,2 18,3 13,7 9,6 6,5 га 873 553 908 538 1381 282 2528 3142 % 1,1 0,7 1,1 0,7 1,8 0,4 3,3 4,4 га 5079 5763 5022 5727 5198 6240 6189 5766 % 6,4 7,3 6,3 7,2 6,6 8,0 8,2 8,2 га 7935 5211 7901 5162 6458 7510 7346 8440 % 10,0 6,6 10,0 6,5 8,2 9,7 9,7 12,0 га 5713 5290 5721 5233 3946 3595 1950 2183 % 7,2 6,7 7,2 6,6 5,0 4,6 2,6 3,1 га 6427 5053 6428 5000 4461 2542 2474 2114 % 8,1 6,4 8,1 6,3 5,7 3,3 3,3 3,0 га 1825 1263 1812 1250 836 478 453 429 % 2,3 1,6 2,3 1,6 1,1 0,6 0,6 0,6 га 2936 2684 2925 2645 2286 1843 1763 1395 % 3,7 3,4 3,7 3,3 2,9 2,4 2,3 2,0 га 8252 8447 8186 8350 9668 12755 16153 16282 % 10,4 10,7 10,3 10,6 12,3 16,4 21,4 23,1 га 3253 5132 3226 5075 7714 6865 3862 4450 % 4,1 6,5 4,1 6,4 9,8 8,8 5,1 6,3 га 2301 1816 2272 1831 1280 1087 1697 108 % 2,9 2,3 2,9 2,3 1,6 1,4 2,2 0,2 га 1904 2526 1864 2473 3214 3577 3227 3924 % 2,4 3,2 2,4 3,1 4,1 4,6 4,3 5,6 га 4523 5053 4499 4978 4884 6425 6416 6531 % 5,7 6,4 5,7 6,3 6,2 8,3 8,5 9,2 га 635 868 635 850 765 505 362 87 % 0,8 1,1 0,8 1,1 1,0 0,6 0,5 0,1 га 447 694 551 1710 5176 7754 6515 4235 % 0,6 0,9 0,7 2,2 6,6 10,0 8,6 6,0 га 8887 9315 8855 9136 6763 5705 7402 6954 % 11,2 11,8 11,2 11,6 8,6 7,3 9,8 9,8 га 79399 79010 79111 79099 78406 77810 75595 70621 % 100 100 100 100 100 100 100 100 220 Приложение 11 Динамика средней урожайности сельскохозяйственных культур в Балтасинском районе по циклам агрохимического обследования (т/га) Культуры Озимая пшеница Озимая рожь Яровая пшеница Ячмень Овес Горох Вика Картофель Кормовые корнеплоды Кукуруза на силос Силосные культуры Однолетние травы на сено Однолетние травы на з/к Многолетние травы на сено Многолетние травы на з/к Циклы обследования (годы) I цикл II III IV V VI VII VIII (1965- (1971- (1981- (1986- (1991- (1996- (2001- (20061970 1979 1985 1990 1995 2000 2005 2010 гг.) гг.) гг.) гг.) гг.) гг.) гг.) гг.) 1,27 1,42 1,79 3,00 3,04 2,73 4,15 3,45 1,02 1,21 1,42 1,85 3,07 3,34 3,91 3,28 0,96 1,14 2,15 2,06 3,55 3,37 5,25 3,27 1,22 1,31 1,34 1,46 10,83 1,24 1,19 0,77 0,88 9,74 1,81 2,18 1,29 1,49 11,58 2,16 2,00 1,64 1,64 12,70 3,63 3,24 1,93 2,58 13,04 4,06 4,16 2,44 3,19 12,71 5,58 5,34 3,01 4,35 15,12 4,48 4,11 2,21 2,85 20,89 11,52 31,20 73,68 68,18 37,84 38,84 46,86 51,73 11,88 11,63 21,08 23,44 16,68 21,24 27,38 21,49 5,98 8,86 17,78 19,47 18,22 18,47 18,00 17,00 1,23 1,81 2,97 3,43 3,13 3,17 3,50 3,00 6,31 7,39 12,00 15,64 13,26 13,13 13,50 12,50 1,52 2,06 3,09 4,16 3,91 3,93 4,17 3,64 6,38 12,38 24,09 24,96 22,80 19,47 20,50 19,60 221 Приложение 12 Корреляция коэффициента вариации урожайности сельскохозяйственных культур от насыщенности пашни минеральными удобрениями по циклам агрохимического обследования Показатели Циклы обследования (годы) I цикл II III IV V VI VII VIII (1965- (1971- (1981- (1986- (1991- (1996- (2001- (20061970 1979 1985 1990 1995 2000 2005 2010 гг.) гг.) гг.) гг.) гг.) гг.) гг.) гг.) Коэффициенты вариации 24,7 44,5 31,9 37,3 28,0 22,7 16,3 33,3 урожайности* (V), % Насыщенность пашни минеральными 17 51 98 171 195 154 120 98 удобрениями, кг д.в./га Коэффициент корреляции между вариабельностью урожайности культур и насыщенности пашни минеральными удобрениями (r= -0,42) Прим.: * - все сельскохозяйственные культуры. . 222 Приложение 13 Суммы температур выше 0оС за периоды вегетации яровых культур в 1981-2010 гг. Годы Вегетационный период III декада апреля май II, III декады мая 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1997 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 33,6 92,1 90,5 125,1 50,9 78,5 154,7 21,3 60,2 66,5 91,3 89,5 71,7 67,5 86,4 153,1 73,0 119,9 129,4 165,2 105,1 57,7 358,8 356 349,1 520,3 373,3 340,8 454,9 394,2 384,8 316,4 468,8 346,2 420,0 346,6 490 342,1 253,2 278,4 408,4 277,6 418,6 43,3 97,1 57,4 67,0 77,2 422 511,9 405,9 464 365,8 424,8 526,7 235,8 211,6 279,9 391,9 226,7 293,4 331,2 269,2 274,6 231,9 346,8 243,2 288,2 213,2 384,8 231,2 213 228,7 272,8 138,3 313,2 296,9 390,3 275,6 399,6 262,2 июнь 608,2 403 439,6 521,4 468,6 543,9 610,1 606,9 568 544,1 487,4 июль 711,1 600,8 590,7 647,2 559,1 529,9 551,4 I декада июля 719 633 475,1 630,9 579 613 490,4 500,8 480,9 610,4 576,1 583,7 538,4 603,9 501 224,1 222,9 192,4 190,7 181,3 169,1 154,3 256,7 208,4 201,1 190,3 150,5 185,1 151,7 484 172,7 216,2 173,9 169,2 232,3 288 354 397,9 507,5 475,8 607,5 465,1 458,3 580,8 609,1 603,9 535,6 649,4 677,6 646,4 674,9 635,1 208 64,2 209 648 569,4 542,5 603,2 621,1 582,7 195,2 138,8 150 215,2 187,1 143,6 783 238 I декада августа 215,5 159,8 183,4 170,8 209,6 192,6 184,8 195,5 170,7 186,1 154 183,4 200,8 171,2 193,6 167,2 189,6 171,3 166,1 225,2 197,2 194,4 162,9 217 147,8 150,7 298,8 I, II декады августа 400,3 302,7 373,7 329,3 405,5 341,2 333,9 361,5 352,7 365,9 299 366,9 365,4 333,1 340,3 312,2 339,1 350,6 365,5 306,5 401,1 354,6 381,8 348,6 440 376,5 август 637,7 505,7 488,7 470,9 608,9 510,6 488,1 572 182 491,1 499,9 466,2 496,6 507,1 469,8 538,7 491,2 499,7 518,9 496,5 437,2 582,8 571,2 540,6 554,1 650,6 570 336 512,7 509,5 680,3 I, II декады сентября 220,1 225,6 205,4 235,3 262,1 245,4 205,1 225,4 251,8 207,7 204,2 335,6 166,9 254,2 320,4 219,7 229,2 239,1 266,7 274,3 ∑ III декада апреля - I декада августа 1927 1610 1688 1911 1689 1762 1823 1976 1886 1648 1909 1630 1793 1586 2051 1709 1758 1819 1879 1708 1735 1818 1849 1776 1816 1670 1803 2310 ∑ май-1 декада июля 1191 981,9 981,1 1232 1023 1054 1219 1258 1226 992,6 1272 987,1 1106 979,2 1308 1091 1037 996,4 1065 993,9 1026 1125 1127 1163 1144 1011 1149 1374 1894 1520 1563 1860 1611 1607 1801 1916 1819 1557 1820 1558 1726 1500 1898 1636 1638 1690 1714 1603 1677 1775 1752 1719 1749 1593 1739 2218 2078 1663 1753 2018 1807 1756 1950 2082 2001 1736 1965 1742 1890 1662 2045 1766 1810 1851 1908 1743 1853 1932 1939 1905 1972 1822 1924 2432 2316 1866 1868 2160 2010 1925 2105 2292 2140 1870 2132 1872 2032 1798 2243 1945 1970 2019 2039 1874 2034 2149 2098 2110 2183 2015 2098 2599 2536 2091 2074 2395 2272 2171 2310 2518 2392 2069 2336 2207 2199 2053 2563 2165 2200 2258 2305 2148 2265 2391 2365 2376 2418 2228 2411 2868 2413 1947 2004 2267 2125 2123 2186 2393 2281 1985 2214 2104 2067 1919 2458 2054 2159 2208 2170 2009 2160 2266 2243 2246 2353 2125 2274 2696 2932 2490 2612 2804 2584 2581 2476 2863 2731 2451 2906 2568 2504 2500 3197 2563 2701 2716 2806 2541 2745 2785 2861 2813 2924 2822 2832 3355 ∑ I декада мая - I декада августа ∑ I декада мая - II декада августа ∑ май-август ∑ I декада мая - II декада сентября ∑ II декада мая - II декада сентября год 231 242,1 267,3 266,1 234,6 212,9 312,9 269,3 223 Приложение 14 Суммы температур выше 5оС за периоды вегетации яровых культур в 1981-2010 гг. Годы Вегетационный период 1981 1982 1983 1984 III декада апреля май II, III декады мая 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1997 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 24,6 85,8 125,1 40,5 76,1 154,7 52,8 85,8 65,3 58,5 340,2 351,3 339,3 517,1 373,3 326,3 450,0 389,8 381,3 311,9 465,8 342 413,6 340,0 481,7 338,5 227,4 258,3 408,4 232,7 418,6 418,6 511,9 405,9 447,5 365,8 424,8 526,7 91,3 81,5 153,1 68,4 119,9 129,4 165,2 105,1 55,4 34,9 97,1 44,7 55,2 67,5 217,2 206,9 279,9 391,9 226,7 291,1 331,2 264,8 271,1 231,9 343,8 243,2 281,8 206,6 384,8 227,6 195,0 213,3 272,8 97,8 313,2 293,5 390,3 275,6 399,6 262,2 июнь 608,2 403 439,6 521,4 468,6 543,9 610,1 606,9 июль 711,1 600,8 590,7 647,2 559,1 529,9 551,4 I декада июля 57,2 719 633 475,1 630,9 579 613 490,4 500,8 480,9 610,4 576,1 568,0 544,1 487,4 583,7 538,4 603,9 501 224,1 222,9 192,4 190,7 181,3 169,1 154,3 256,7 208,4 201,1 190,3 150,5 185,1 151,7 484 172,7 216,2 173,9 169,2 232,3 288 82,4 354 393,3 507,5 475,8 607,5 465,1 453,7 580,8 609,1 603,9 535,6 649,4 677,6 646,4 674,9 635,1 208 54,4 2010 209 648 569,4 542,5 603,2 621,1 582,7 195,2 138,8 150 215,2 187,1 143,6 783 238 I декада августа 215,5 159,8 183,4 170,8 209,6 192,6 184,8 195,5 170,7 186,1 154 183,4 200,8 171,2 193,6 167,2 189,6 171,3 166,1 225,2 197,2 194,4 162,9 217 147,8 150,7 298,8 I, II декады августа 400,3 302,7 373,7 329,3 405,5 341,2 333,9 361,5 352,7 365,9 299 366,9 365,4 333,1 340,3 312,2 339,1 350,6 365,5 306,5 401,1 354,6 381,8 348,6 440 376,5 август 637,7 505,7 488,7 470,9 608,9 510,6 488,1 572 182 491,1 499,9 466,2 496,6 507,1 469,8 538,7 491,2 499,7 518,9 496,5 437,2 582,8 571,2 540,6 572,8 650,6 570 336 512,7 509,5 680,3 I, II декады сентября 220,1 220,7 205,4 235,3 262,1 240,8 205,1 225,4 247,2 198,9 ∑ III декада апреля - I декада августа 1900 1601 1678 1897 1687 1747 1796 1964 1873 1643 1902 1620 1778 1575 2043 1701 1732 1799 1879 1663 1728 1806 1849 1764 1788 1656 1793 2300 ∑ май-1 декада июля 1173 977,2 971,3 1229 1023 1039 1214 1253 1223 988,1 1269 982,9 1100 972,6 1300 1087 1012 976,3 1065 1021 1121 1127 1163 1128 1007 1149 1374 1875 1515 1553 1857 1611 1593 1796 1911 1816 1552 1817 1554 1719 1493 1890 1632 1612 1670 1714 1558 1672 1771 1752 1719 1733 1588 1739 2218 2060 1658 1743 2015 1807 1741 1945 2077 1998 1732 1962 1738 1884 1655 2036 1762 1784 1831 1908 1698 1848 1929 1939 1905 1956 1817 1924 2432 2297 1861 1858 2157 2010 1911 2100 2288 2136 1866 2129 1867 2025 1792 2235 1941 1945 1999 2039 1829 2030 2145 2098 2129 2166 2011 2098 2599 2517 2082 2064 2392 2272 2152 2305 2513 2384 2065 2329 2203 2178 2046 2543 2039 2174 2233 2305 2103 2261 2387 2365 2365 2401 2224 2406 2868 2394 1937 2004 2267 2125 2116 2186 2388 2273 1985 2207 2104 2047 1913 2446 2050 2141 2188 2170 1968 2155 2262 2243 2235 2353 2120 2269 2696 2819 2412 2507 2714 2486 2475 2367 2769 2644 2376 2872 2473 2373 2422 3107 2498 2590 2543 2717 2388 2675 2646 2810 2709 2799 2678 2744 3212 ∑ I декада мая - I декада августа ∑ I декада мая - II декада августа ∑ май-август ∑ I декада мая - II декада cентября ∑ II декада мая - II декада cентября год 200 335,6 152,9 254,2 308,6 219,7 229,2 234,1 266,7 274,3 949 231 242,1 267,3 255,1 234,6 212,9 307,9 269,3 224 Приложение 15 Суммы температур выше 10оС за периоды вегетации яровых культур в 1981-2010 гг. Годы Вегетационный период 1981 1982 1983 1984 1985 1986 III декада апреля май II, III декады мая 63,6 119,5 30,8 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1997 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 145,2 12,0 23,4 33,4 54,4 316,1 287,5 286,7 493 263,7 266,4 410,9 302,8 307,5 204,3 444,4 258,2 365,1 251,6 453,4 258,2 140,8 189,8 363,5 199,4 349,4 386,6 488,5 382,3 423,2 291 368,8 526,7 201,6 143,1 262,3 391,9 135,9 266,4 298,1 216,3 242,5 170,2 330,7 192,5 247,8 135,7 369,9 227 255,5 июнь 591,1 327,8 398,1 513,6 439,9 543,9 610,1 606,9 июль 711,1 600,8 590,7 647,2 559,1 529,9 542,6 I декада июля 719 33,1 633 462,2 630,9 579 49,3 613 13,9 462,5 12,9 491 583,7 538,4 603,9 46,7 153,1 12,4 113,5 118,2 165,2 73,5 480,9 501 224,1 222,9 192,4 190,7 181,3 169,1 145,5 256,7 208,4 201,1 190,3 150,5 185,1 151,7 603 178 32,8 42,8 127,8 189,8 253,8 64,5 286,4 261,5 390,3 576,1 558,3 536,1 487,4 484 172,7 216,2 173,9 169,2 232,3 252 399,6 45,3 354 351,4 492,3 475,8 607,5 420,6 422,4 580,8 609,1 603,9 535,6 649,4 677,6 646,4 674,9 635,1 208 26,4 209 648 569,4 542,5 603,2 621,1 582,7 195,2 138,8 150 215,2 187,1 143,6 783 238 I декада августа 215,5 150 183,4 170,8 209,6 192,6 184,8 195,5 170,7 186,1 154 183,4 200,8 171,2 193,6 167,2 189,6 171,3 166,1 225,2 197,2 194,4 162,9 217 147,8 150,7 298,8 I, II декады августа 400,3 292,9 373,7 329,3 405,5 322,4 333,9 361,5 352,7 365,9 299 366,9 365,4 333,1 340,3 312,2 339,1 350,6 365,5 306,5 401,1 354,6 381,8 348,6 440 376,5 август 182 637,7 495,9 449,2 439,5 608,9 491,8 450,6 572 482,3 466,8 466,2 462,2 499,1 460,7 529,2 482,9 193 222,6 490 518,9 487 409 582,8 571,2 540,6 554,1 650,6 570 336 512,7 509,5 671,7 I, II декады сентября 153,2 153 137,3 148,9 252,7 211,2 145 ∑ III декада апреля - I декада августа 1834 1430 1578 1825 1503 1678 1748 1836 1742 1465 1844 1456 1674 1451 2007 1564 1629 1711 1834 1598 1594 1751 1771 1695 1687 1516 1737 2263 ∑ май-1 декада июля 1131 838,2 877,2 1197 884,9 979,4 1167 1166 1149 867,6 1248 871,2 1041 884,2 1264 1007 915,3 899,8 1020 915,7 909,8 1074 1103 1140 1059 900,5 1093 1374 ∑ I декада мая - I декада августа ∑ I декада мая - II декада августа ∑ май-август ∑ I декада мая - II декада cентября ∑ II декада мая - II декада cентября год 115 138,2 335,6 55 203,8 288,3 193,1 135,4 173 257,1 249,9 167 206,9 249,6 219,4 207,3 112,9 299,4 227,3 1834 1366 1459 1825 1472 1533 1748 1824 1742 1432 1795 1443 1661 1405 1854 1552 1516 1593 1669 1524 1561 1724 1728 1695 1664 1482 1683 2218 2019 1509 1649 1983 1668 1663 1898 1990 1924 1611 1940 1626 1825 1567 2001 1682 1688 1754 1863 1665 1737 1859 1916 1881 1887 1711 1868 2432 2256 1712 1725 2093 1872 1832 2014 2201 2054 1712 2107 1721 1959 1694 2190 1853 1839 1922 1984 1767 1919 2098 2074 2086 2098 1905 2042 2591 2409 1865 1862 2242 2124 2043 2159 2394 2276 1827 2246 2057 2014 1898 2478 2046 1974 2095 2241 2017 2086 2305 2324 2306 2305 2017 2355 2818 2295 1721 1838 2141 1997 2043 2061 2307 2211 1793 2132 1991 1897 1782 2394 1966 1961 2095 2132 1882 2023 2180 2226 2176 2281 1953 2228 2645 2499 2116 2107 2371 2181 2226 2180 2477 2336 1928 2512 2124 2061 2120 2878 2137 2285 2272 2507 2114 2364 2481 2505 2464 2471 2193 2551 2982 225 Приложение 16 Суммы температур выше 10оС за периоды вегетации озимых зерновых культур в 1981-2010 гг. Годы Вегетационный 1981- 1982- 1983- 1984- 1985- 1986- 1987- 1988-1989- 1990-1991- 1992- 1993-1994- 1999- 2000-2001- 2002- 2003-2004- 2005-2006- 2007- 2008 2009 период 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 -2009-2010 III декада августа сентябрь октябрь 237,4 203 75,5 110,2 203,4 169,4 116,7 210,5 129,6 100,9 167,2 95,3 133,7 127,6 150,9 168,3 121,5 102,5 181,7 216,6 158,8 205,5 210,6 193,5173,5 186,7 292 221,5 256,2 252,7 211,2 165,7 214,4 260,9 159,6 220,9 366,1 55,0 324,9 181,7 173,0 325,6 273,6 255,2 336,4 332,8 296,3 317,6 112,9370,1 56,1 48,2 10,3 21,2 26,1 49,5 20,9 ∑ ноябрь-март апрель 98,2 22,9 33,5 44,3 151,1 10,2 157,3 20,3 55,4 30,3 32,0 77,4 84,5 10,0 63,6 150,9 30,8 182,8 12,0 55,8 85,4 13,9 12,9 56,9 276,3 176,4 186,8 73,5 32,8 26,4 42,8 40,5 23,4 98,0 54,4 57,3 май 287,5 286,7 493,0 263,7 266,4 410,9 302,8 307,5 204,3 444,4 258,2 365,1 251,6 453,4 189,8 363,5 199,4 349,4 386,6 488,5 382,3 423,2 291 368,8526,7 июнь 327,8 398,1 513,6 439,9 543,9 610,1 606,9 633,0 462,2 613,0 462,5 491,0 480,9 603,0 536,1 487,4 484 351,4 492,3 475,8 607,5 420,6 422,4 580,8609,1 июль 600,8 590,7 647,2 559,1 529,9 542,6 719,0 630,9 579,0 583,7 538,4 603,9 501,0 603,9 677,6 646,4 674,9 635,1 648,0 569,4 542,5 603,2 621,1 582,7783,0 I декада августа 150,0 183,4 170,8 209,6 192,6 184,8 195,5 170,7 186,1 154,0 183,4 200,8 171,2 193,6 189,6 171,3 166,1 225,2 197,2 194,4 162,9 217,0 147,8 150,7298,8 ∑ III декада августа - I 1910 2153 2132 1891 2198 2129 2119 2217 1899 2141 1943 2158 1684 2627 2253 2197 2055 1970 2345 2344 2283 2230 2141 2121 2903 декада августа 226 Приложение 17 Расчет баланса гумуса в пахотных почвах Балтасинского района в среднем в 1996-2000 гг. (VI цикл агрохимического обследования) Культуры Показатели Площадь Урожайность Тип и подтип почвы, гранулометрический состав Содержание (%) и запасы гумуса (т/га) в пахотном слое га 10647 282 6240 7510 3595 2542 478 1843 505 3577 6425 6865 1087 многол. тр. на сено 1 г.п. 4252 т/га 3,34 2,73 3,37 4,06 4,16 2,44 3,19 12,71 38,84 21,24 18,47 3,17 13,13 3,93 3,93 Ед. изм. озимая рожь озимая пшеница яровая пшеница ячмень овес горох вика картофель кормовые корнеплоды кукуруза на силос силосные культуры одн.тр. на сено озимые на зел. корм многол. тр. на сено 2 г.п. 8503 чистый пар Итого 5705 70056 - - сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес - % 3,09 3,09 3,09 3,09 3,09 3,09 3,09 3,09 3,09 3,09 3,09 3,09 3,09 3,09 3,09 3,09 - т/га 92,7 92,7 92,7 92,7 92,7 92,7 92,7 92,7 92,7 92,7 92,7 92,7 92,7 92,7 92,7 92,7 - - Потери гумуса Коэффициент минерализации гумуса (К1) Потери гумуса Потери гумуса на всю площадь - 0,010 0,010 0,010 0,010 0,010 0,008 0,008 0,020 0,020 0,020 0,020 0,008 0,008 0,007 0,007 0,025 т/га 0,927 0,927 0,927 0,927 0,927 0,742 0,742 1,854 1,854 1,854 1,854 0,742 0,742 0,649 0,649 2,318 т 9869,8 261,4 5784,5 6961,8 3332,6 1885,1 354,5 3416,9 936,3 6631,8 11912,0 5091,1 806,1 2759,1 5517,6 13221,3 78741,8 - - Образование гумуса из корневых и пожнивных остатков (КПО) Коэффициент выхода сухой массы КПО* (К2) Выход сухой массы КПО Коэффициент гумификации сухого органического вещества КПО (К3) Накопление гумуса из КПО Накопление гумуса из КПО на всю площадь - 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,10 0,10 0,07 0,07 0,40 0,10 0,60 1,20 т/га 2,672 2,184 2,696 3,248 3,328 1,952 2,552 1,271 3,884 1,487 1,293 1,268 1,313 2,358 4,716 - - 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,070 0,070 0,150 0,150 0,200 0,150 0,200 0,200 - т/га 0,534 0,437 0,539 0,650 0,666 0,390 0,510 0,089 0,272 0,223 0,194 0,254 0,197 0,472 0,943 т 5689,8 123,2 3364,6 4878,5 2392,8 992,4 244,0 164,0 137,3 797,7 1246,0 1741,0 214,1 2005,2 8020,0 32010,6 Образование гумуса из соломы Выход сырой массы соломы** Коэффициент гумификации соломы натуральной влажности (К3) Накопление гумуса из соломы Накопление гумуса из соломы (20% от общей площади) т/га 5,01 4,095 3,37 4,06 4,16 2,44 3,19 - - 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 - т/га 1,002 0,819 0,674 0,812 0,832 0,488 0,638 т 2133,7 46,2 841,2 1219,6 598,2 248,1 61,0 5147,9 Образование гумуса из навоза (подстилочного) Доза внесения навоза т/га 10,0 12,0 17,0 28,0 23,0 23,0 Коэффициент гумификации навоза - 0,070 0,070 0,070 0,070 0,070 0,070 Накопление гумуса из навоза Накопление гумуса из навоза на всю площадь т 0,700 0,840 1,190 1,960 1,610 1,610 т 7452,9 236,9 2193,2 989,8 5759,0 10344,3 Баланс гумуса (±) 26976,0 т/га -0,21 т -14607,3 Прим.: * - коэффициент выхода сухой массы корневых и пожнивных остатков к урожаю основной продукции натуральной влажности; ** - выход сырой массы соломы рассчитаны исходя из соотношения зерна к соломе (яровые зерновые 1:1, озимые зерновые 1:1,5) 227 Приложение 18 Расчет баланса гумуса в пахотных почвах Балтасинского района в среднем в 2001-2005 гг. (VII цикл агрохимического обследования) Культуры Показатели Площадь Урожайность Тип и подтип почвы, гранулометрический состав Содержание (%) и запасы гумуса (т/га) в пахотном слое га 7258 2528 6189 7346 1950 2474 453 1763 362 3227 6416 3862 1697 многол. тр. на сено 1 г.п. 5384 т/га 3,91 4,15 5,25 5,58 5,34 3,01 4,35 15,12 46,86 27,38 18,00 3,50 13,5 4,17 4,17 Ед. изм. озимая рожь озимая пшеница яровая пшеница ячмень овес горох вика картофель кормовые корнеплоды кукуруза на силос силосные культуры одн.тр. на сено озимые на зел. корм многол. тр. на сено 2 г.п. 10769 чистый пар Итого 7402 69080 - - сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес - % 3,23 3,23 3,23 3,23 3,23 3,23 3,23 3,23 3,23 3,23 3,23 3,23 3,23 3,23 3,23 3,23 - т/га 96,9 96,9 96,9 96,9 96,9 96,9 96,9 96,9 96,9 96,9 96,9 96,9 96,9 96,9 96,9 96,9 - - Потери гумуса Коэффициент минерализации гумуса (К1) Потери гумуса Потери гумуса на всю площадь - 0,010 0,010 0,010 0,010 0,010 0,008 0,008 0,020 0,020 0,020 0,020 0,008 0,008 0,007 0,007 0,025 т/га 0,969 0,969 0,969 0,969 0,969 0,775 0,775 1,938 1,938 1,938 1,938 0,775 0,775 0,678 0,678 2,423 т 7033,0 2449,6 5997,1 7118,3 1889,6 1917,8 351,2 3416,7 701,6 6253,9 12434,2 2993,8 1315,5 3652,0 7304,6 17931,3 82760,3 - - Образование гумуса из корневых и пожнивных остатков (КПО) Коэффициент выхода сухой массы КПО* (К2) Выход сухой массы КПО Коэффициент гумификации сухого органического вещества КПО (К3) Накопление гумуса из КПО Накопление гумуса из КПО на всю площадь - 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,10 0,10 0,07 0,07 0,40 0,10 0,60 1,20 т/га 3,128 3,320 4,200 4,464 4,272 2,408 3,480 1,512 4,686 1,917 1,260 1,400 1,350 2,502 5,004 - - 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,070 0,070 0,150 0,150 0,200 0,150 0,200 0,200 - т/га 0,626 0,664 0,840 0,893 0,854 0,482 0,696 0,106 0,328 0,287 0,189 0,280 0,203 0,500 1,001 т 4540,6 1678,6 5198,8 6558,5 1666,1 1191,5 315,3 186,6 118,7 927,7 1212,6 1081,4 343,6 2694,2 10777,6 38491,8 Образование гумуса из соломы Выход сырой массы соломы** Коэффициент гумификации соломы натуральной влажности (К3) Накопление гумуса из соломы Накопление гумуса из соломы (25% от общей площади) т/га 5,865 6,225 5,25 5,58 5,34 3,01 4,35 - - 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 - т/га 1,173 1,245 1,05 1,116 1,068 0,602 0,87 т 2128,4 786,8 1624,6 2049,5 520,7 372,3 98,5 7580,9 Образование гумуса из навоза (подстилочного) Доза внесения навоза т/га 12,0 13,0 24,0 36,0 27,0 28,0 Коэффициент гумификации навоза - 0,070 0,070 0,070 0,070 0,070 0,070 Накопление гумуса из навоза Накопление гумуса из навоза на всю площадь т 0,8 0,9 1,7 2,5 1,9 2,0 т 6096,7 2300,5 2961,8 912,2 6099,0 12575,4 Баланс гумуса (±) 30945,7 т/га -0,08 т -5741,9 Прим.: * - коэффициент выхода сухой массы корневых и пожнивных остатков к урожаю основной продукции натуральной влажности; ** - выход сырой массы соломы рассчитаны исходя из соотношения зерна к соломе (яровые зерновые 1:1, озимые зерновые 1:1,5). 228 Приложение 19 Расчет баланса гумуса в пахотных почвах Балтасинского района в среднем в 2006-2010 гг. (VIII цикл агрохимического обследования) Культуры Показатели Площадь Урожайность Тип и подтип почвы, гранулометрический состав Содержание (%) и запасы гумуса (т/га) в пахотном слое га 4581 3142 5766 8440 2183 2114 429 1395 87 3924 6531 4450 108 многол. тр. на сено 1 г.п. 5427 т/га 3,28 3,45 3,27 4,48 4,11 2,21 2,85 20,89 51,73 21,49 17,00 3,00 12,5 3,64 3,64 Ед. изм. озимая рожь озимая пшеница яровая пшеница ячмень овес горох вика картофель кормовые корнеплоды кукуруза на силос силосные культуры одн.тр. на сено озимые на зел. корм многол. тр. на сено 2 г.п. 10855 чистый пар Итого 6954 66386 - - сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес сер лес - % 3,17 3,17 3,17 3,17 3,17 3,17 3,17 3,17 3,17 3,17 3,17 3,17 3,17 3,17 3,17 3,17 - т/га 95,1 95,1 95,1 95,1 95,1 95,1 95,1 95,1 95,1 95,1 95,1 95,1 95,1 95,1 95,1 95,1 - - Потери гумуса Коэффициент минерализации гумуса (К1) Потери гумуса Потери гумуса на всю площадь - 0,010 0,010 0,010 0,010 0,010 0,008 0,008 0,020 0,020 0,020 0,020 0,008 0,008 0,007 0,007 0,025 т/га 0,951 0,951 0,951 0,951 0,951 0,761 0,761 1,902 1,902 1,902 1,902 0,761 0,761 0,666 0,666 2,378 т 4356,5 2988,0 5483,5 8026,4 2076,0 1608,3 326,4 2653,3 165,5 7463,4 12422,0 3385,6 82,2 3612,8 7226,2 16533,1 78409,2 - - Образование гумуса из корневых и пожнивных остатков (КПО) Коэффициент выхода сухой массы КПО* (К2) Выход сухой массы КПО Коэффициент гумификации сухого органического вещества КПО (К3) Накопление гумуса из КПО Накопление гумуса из КПО на всю площадь - 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,10 0,10 0,07 0,07 0,40 0,10 0,60 1,20 т/га 2,624 2,760 2,616 3,584 3,288 1,768 2,280 2,089 5,173 1,504 1,190 1,200 1,250 2,184 4,368 - - 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,070 0,070 0,150 0,150 0,200 0,150 0,200 0,200 - т/га 0,525 0,552 0,523 0,717 0,658 0,354 0,456 0,146 0,362 0,226 0,179 0,240 0,188 0,437 0,874 т 2404,1 1734,4 3016,8 6049,8 1435,5 747,5 195,6 204,0 31,5 885,4 1165,8 1068,0 20,3 2370,5 9482,9 30812,1 Образование гумуса из соломы Выход сырой массы соломы** Коэффициент гумификации соломы натуральной влажности (К3) Накопление гумуса из соломы Накопление гумуса из соломы (37% от общей площади) т/га 4,92 5,175 3,27 4,48 4,11 2,21 2,85 - - 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200 - т/га 0,984 1,035 0,654 0,896 0,822 0,442 0,57 т 1667,9 1203,2 1395,3 2798,0 663,9 345,7 90,5 8164,5 Образование гумуса из навоза (подстилочного) Доза внесения навоза т/га 14,0 15,0 26,0 40,0 30,0 30,0 Коэффициент гумификации навоза - 0,070 0,070 0,070 0,070 0,070 0,070 Накопление гумуса из навоза Накопление гумуса из навоза на всю площадь т 1,0 1,1 1,8 2,8 2,1 2,1 т 4489,4 3299,1 2538,9 243,6 8240,4 13715,1 Баланс гумуса (±) 32526,5 т/га -0,10 т -6906,1 Прим.: * - коэффициент выхода сухой массы корневых и пожнивных остатков к урожаю основной продукции натуральной влажности; ** - выход сырой массы соломы рассчитаны исходя из соотношения зерна к соломе (яровые зерновые 1:1, озимые зерновые 1:1,5). 229 Приложение 20 Вспомогательная таблица для расчета нормативов затрат удобрений для повышения содержания подвижных форм фосфора и калия в пахотном слое серых и дерново-подзолистых почв Фосфор Циклы обследования (годы) I (1965-1970 гг.) II (1971-1979 гг.) III (1980-1985 гг.) IV (1986-1990 гг.) V (1991-1995 гг.) VI (1996-2000 гг.) VII (2001-2005 гг.) VIII (2006-2010 гг.) Итого за 45 лет баланс, кг/га Калий средневзвешенное содержание подвижного фосфора, мг/кг баланс, кг/га средневзвешенное содержание подвижного калия, мг/кг за год за цикл 46 9,8 58,8 97 190,8 69 35,8 322,2 107 30,4 182,4 91 20,9 125,4 117 47,3 236,5 126 21,4 107,0 128 40,8 204,0 139 -3,0 -15,0 139 26,7 133,5 160 -16,4 -82,0 134 11,9 59,5 137 -31,9 -159,5 147 -1,1 -5,5 134 -22,1 -110,5 129 +23,0 +1034,2 +5,5 +246,4 за год за цикл 5,5 33,0 21,2 увеличение на 88 увеличение на 32 230 Приложение 21 Вспомогательная таблица для расчета нормативов затрат карбонатов кальция и магния для повышения величины рН солевой вытяжки в пахотном слое серых и дерново-подзолистых почв Карбонаты кальция и магния Циклы обследования (годы) I (1965-1970 гг.) II (1971-1979 гг.) III (1980-1985 гг.) IV (1986-1990 гг.) V (1991-1995 гг.) VI (1996-2000 гг.) VII (2001-2005 гг.) VIII (2006-2010 гг.) Итого за 45 лет баланс, кг/га средневзвешенная величина рН сол. Азот баланс, кг/га средневзвешенное содержание подвижного азота, мг/кг за год за цикл 5,4 -12,2 -73,2 нет данных 363,6 5,5 13,2 118,8 нет данных 167,2 1003,2 5,6 13,4 80,4 нет данных 26,5 1347,5 5,5 28,7 143,5 нет данных 173,6 868,0 5,5 10,1 50,5 нет данных 131,6 658,0 5,5 -10,3 -51,5 нет данных 41,7 208,5 5,6 -35,8 -179,0 нет данных 24,6 123,0 5,6 -8,9 -44,5 нет данных +104 +4681,0 +1,0 +45,0 нет данных за год за цикл 18,2 109,2 40,4 повышение на 0,2 ед. 231 Приложение 22 Уравнения регрессии для определения долевого участия удобрений в создании урожая на серых лесных почвах Республики Татарстан (Давлятшин И.Д. и др., 2013) Сельскохозяйственные культуры Уравнения регрессии* Пшеница озимая У=2,7+1,956·√x Пшеница яровая У=4,2-0,022·x+2,247·√x Озимая рожь У=3,5+2,025·√x Ячмень У=5,5+0,00028·x2+1,84·√x Овѐс У=3,2+0,0009·x2+0,98·√x Зернобобовые Картофель У=7,8+0,068·x У=8,3+0,088·x-0,00002·x2 Кормовые корнеплоды У=22,1+0,221·x-0,00012·x2-1,935·√x Кукуруза на силос У=-8,2-0,066·x+0,00001·x2+4,003·√x Однолетние травы на сено Однолетние травы на зеленый корм У=16,6+0,098·x У=20,6+0,289·x-0,0002·x2-2,1·√x Многолетние травы на сено У=13,0+0,095·x-0,00003·x2 Многолетние травы на зеленый корм У=6,9+0,00005·x2+2,278·√x Прим.: * У - долевое участие удобрений в урожае, х – количество NРК, внесенное в составе органических и минеральных удобрений в кг д.в./га. 232 Приложение 23 Поправочные коэффициенты на агрохимические свойства почв (Давлятшин И.Д. и др., 2013) Степень Содержание кислотности подвижного почв (pH) фосфора Содержание подвижного калия низкое среднее повышенное высокое низкое 1,25 1,15 1,10 1,00 Среднекислые среднее 1,20 1,10 1,00 0,90 (4,6-5,0) повышенное 1,10 1,00 0,90 0,80 высокое 1,00 0,90 0,80 0,70 низкое 1,30 1,20 1,15 1,05 Слабокислые среднее 1,15 1,05 0,95 0,85 (5,1-5,5) повышенное 1,05 0,95 0,85 0,75 высокое 0,90 0,80 0,70 0,60 Близкие к низкое 1,40 1,30 1,20 1,10 нейтральным среднее 1,20 1,10 1,00 0,90 1,00 0,90 0,80 0,70 0,80 0,70 0,60 0,50 и нейтральные повышенное (5,6 и более) высокое 233 Приложение 24 Уравнения регрессии* для определения нормативной окупаемости (Он) удобрений на серых лесных почвах Республики Татарстан (Давлятшин И. Д. и др., 2013) Зерновые в среднем Он=10,6+0,023·х-0,0043·K2O-0,58·√х-0,12·√P2O5 Картофель Он=-17,0-0,04·х+21,4·pH+0,076·P2O5-0,0023·K2O+0,000014·х2-2,12·(pH)20,00035·(P2O5)2-0,000017·(K2O)2 Кукуруза Он=16,2-0,06·х+11,297·pH-0,0455·P2O5+0,012·K2O+0,000028·х2-0,628·(pH)20,00006·(P2O5)2-0,00011·(K2O)2 Прим.: * х – норма внесения NРК в составе минеральных и органических удобрений, кг д.в./га; рН – величина рН солевой вытяжки; Р2О5 – содержание подвижного фосфора в почве, мг/кг; К2О – содержание подвижного калия в почве, мг/кг. 234 Приложение 25 Средние цены производителей сельскохозяйственной продукции по Республике Татарстан* Культуры Средние цены, руб./т 2006 г. 2007 г. 2008 г. 2009 г. 2010 г. средние 2886 4442 4799 4641 4634 4280 2419 2647 4259 3973 3863 3632 2886 4442 4799 4641 4634 4280 Ячмень 2507 3682 4217 4034 4192 3726 Овес 2330 3369 3732 3878 3877 3437 Горох 3219 4925 4933 4914 5575 4713 Картофель 386 5169 6743 6443 10363 6517 Озимая пшеница Озимая рожь Яровая пшеница Прим.: * - источник информации: http://www.gks.ru/dbscripts/cbsd/dbinet.cgi?pl=1903001
