Вестник Пермского университета

УДК: 631.4

О СОСТОЯНИИ ПАХОТНЫХ ПОЧВ ПЕРМСКОЙ ОБЛАСТИ И ИХ ПРИГОДНОСТИ К ИНТЕНСИВНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ

А.В.Накаряков, В.М.Фуфачева

// Вестник Пермского университета. 2000/C

// Вестн. Перм. ун-та. 2000. Вып.2. Биология. С. 88-94.

 

 

 

Обсуждены результаты анализа более 4000 образцов почв Пермской области. Данных только по пахотному горизонту недостаточно для характеристики продукционных свойств почв и оценки перспективности инвестиций. Свойства подпахотных горизонтов, у которых неблагоприятны кислотность и переуплотнение, ограничивают шансы на перспективность вложений.

 

Состояние почвенного покрова области исследуется на основе договоров с Пермским филиалом института “Уралгипрозем” (анализ почвенных образцов) и областным земельным комитетом (мониторинг земель). За восьмидесятые - девяностые годы выполнен химический анализ более 4 тысяч образцов почв из Куединского, Чайковского, Кунгурского, Верещагинского, Пермского, Добрянского, Гремячинского (заповедник “Басеги”) районов, а также Перми и окрестностей. На нескольких реперных участках ведется регулярное наблюдение за свойствами почв. Для систематизации сведений и формулирования обобщений используются научные публикации и фондовые материалы “Уралгипрозема”, агрохимической службы, санэпиднадзора.

В данной статье обсуждаются факторы, важные для практического применения знаний о состоянии почвенных ресурсов области и для оценки перспективности вложений. Особое значение эти вопросы приобретают в связи с происходящей в России сменой земельных отношений. Централизованная система слежения за состоянием почв и их плодородия уже не действует. Опыта подобной работы в условиях многоукладного землепользования пока нет. Основные вопросы охраны почв и их плодородия разрабатывались для крупных землепользователей с централизованной системой управления. В условиях многоукладности все обстоятельства меняются. Землепользователь кровно заинтересован поддерживать свою землю в оптимальном состоянии, но отчасти не знает, а отчасти и не в силах это делать в условиях мелкого землевладения, при жесткой конкуренции с дешевой зарубежной продукцией и при отсутствии реальных средств на капитальные вложения. Необходимость капитальных инвестиций наглядно подтверждается неравномерностью урожаев по обследованным районам. Годы, за которые приведены урожаи, самые близкие к последнему обследованию земель специалистами Гипрозема (Табл.1).

Таблица 1.

Урожай зерновых культур и картофеля ц/га / % к 1990 г
(составлена по данным облстатуправления)

	Зерновые			Картофель
Районы\ Годы	1988	1989	1990	1988	1989	1990
Верещагинский	9,9/88	6,3/56	11,2/100	84/127	61/92	66/100
Куединский	6,6/54	4,4/36	12,3/100	93/97	98/102	96/100
Кунгурский	10,2/74	8,5/62	13,8/100	102/105	110/113	97/100
Чайковский	9,4/61	4,4/28	15,5/100	111/123	106/118	90/100
Чердынский	4,2/63	2,4/36	6,7/100	129/142	129/142	91/100
Область	8,2/67	5,9/48	12,2/100	115/110	119/113	105/100

 

Значимость приведенных за 1988-1990 годы цифр существенно повышается с учетом того, что для характеристики влияния изменчивых погодных и почвенных условий на урожай показательны существенно отличающиеся годы. В этом отношении 1989 год по зерновым был наименее урожайным за все послевоенные годы, а предшествующий 1988 и последующий 1990 – близки к средним по урожайности. По картофелю таких резких изменений нет. Это свидетельствует, что 1989 год не был экстремально неблагоприятным по погодным условиям. Картофель к погоде не менее требователен, чем зерновые.

С 1991 года началась ломка всей структуры сельскохозяйственного производства, поэтому 1992 и последующие годы не вполне пригодны для сопоставлений. Все большее значение стало приобретать ухудшение финансового положения хозяйств. Картину урожаев проясняют данные по кислотности почв в тех же районах (табл.2).

Таблица 2.

Распределение почв районов по группам кислотности (рНс),
в % от числа разрезов

рНс	Кунгурский	Верещагин-ский	Куединский	Чайковский	Среднее
	В пахотном горизонте
>5,5	86	78	31	68	65
5,5-4,5	12	16	46	26	25
<4,5	2	6	23	6	10
В подпахотном горизонте
>5,5	38	27	7	24	25
5,5-4,5	40	18	30	41	34
<4,5	12	55	63	35	41

 

В Куединском и Чайковском районах, в которых доля кислых и сильнокислых почв больше, относительное уменьшение в 1989 году было резче, чем в Верещагинском и Кунгурском районах, в которых кислотность почв меньше по величине, а структура ее распространения в почвах более благоприятная. Под структурой имеется в виду соотношение встречаемости по профилю и по площади различных классов кислотности.

Разницу урожаев картофеля и зерновых по годам можно объяснить тем, что более чувствительные к кислотности и, особенно, к подвижному алюминию, корни зерновых культур не углубились достаточно, а пахотный слой весной имел недостаточные запасы влаги. Поэтому осадки второй половины лета оказались бесполезными для злаков. и по области был получен самый низкий за послевоенные годы урожай. Картофель же в сухую первую половину лета успешно формировал корневую систему, а во второй, более влажной половине лета сформировал урожай на уровне среднемноголетнего. Важную роль в снижении урожаев играют кислотность и переуплотнение почв. При неблагоприятных показателях этих свойств не работают удобрения, не дают отдачи высокосортные семена.

Кислотность почв остается в числе главных ограничивающих факторов земледелия. Известкование не снизило остроты проблемы, потому что кислотность возобновляется за счет применения физиологически кислых удобрений и за счет техногенного подкисления оксидами серы и азота. Эффективность самого известкования не высока из-за недостаточных доз, нарушения технологии внесения и плохого перемешивания извести с почвой.

По Пермской области выброс в атмосферу оксидов серы и азота составляет до 500 тысяч тонн в год (Основные направления …). В эквивалентном пересчете это больше, чем вносилось на поля извести в 1980-е годы. Сейчас почвы области практически не известкуются.

Важно то, что , судя по географической и климатической обстановке, в Пермскую область поступает много “импортной” серной кислоты за счет атмосферного переноса. Эта кислота “поставляется” из промышленных центров Подмосковья и Донбасса, где техногенное давление составляет более 20т/км² серы в год, (М.А.Глазовская,1988). Это в десятки раз больше, чем в среднем по Пермской области. В экологической литературе в качестве хрестоматийного факта сообщается о том, что промышленность Англии подкисляет земли Швеции, что “рН выпадающих осадков иногда достигает 2,0 а это уже практически кислота, а не вода” (Розанов,1984).

От Донбасса, где расположен эпицентр выбросов серы, до Перми расстояние такое же, как от Лондона до Стокгольма, а направление движения преобладающих циклонов и антициклонов как раз из Донбасса в район Перми (Атлас СССР,1980,с.83). Основания для аналогии имеются, но в специальной литературе это пока не обсуждается.

Большое значение имеет комплексная оценка кислотности. До сих пор в расчет принимаются свойства только пахотного горизонта. Агрохимслужба вообще отбирала образцы только из пашни. Специалисты “Уралгипрозема” часть образцов отбирали из полных разрезов, но не все эти разрезы закладывались на пашне. Часть их для обеспечения “типичности” профиля закладывалась под лесом. В целом все образцы из горизонтов глубже пахотного в области составляют не более 10% ежегодно отбиравшихся и анализируемых в области образцов. В таблице 2 приведены обобщенные цифры только по разрезам, то есть пахотные и подпахотные горизонты охарактеризованы в одних и тех же точках.

Разница в свойствах горизонтов очевидна. В подпахотном горизонте кислотность намного выше. Особенно показательна в этом отношении ситуация в подробнее охарактеризованном нами колхозе “Ленинский путь” Верещагинского района, где изучен 21 разрез.

Если оценивать результаты исследования кислотности по тому, как это принято в агрохимслужбе, - только по пахотному горизонту, - то все обстоит благополучно. Только в 9% случаев рНс менее 4,5, то есть почвы - сильнокислые и в 4% случаев почвы кислые (рНс в диапазоне 4,5-5,0), всего нуждается в известковании 13% почв. В том числе 9% -срочно и 4% - просто нуждаются в известковании.

Если оценочный критерий ставить по свойствам всего продукционного горизонта почвы (0-75 см), то ситуация в этом передовом хозяйстве - суперкритическая. Величина рНс менее 4,5 (очень сильнокислые почвы) фиксируется в 776% разрезов. В том числе почти половина почвенных разрезов показывают рНс менее 4,0, что характеризует кислотность как сверхвысокую. На таких почвах нет шансов на успех в применении интенсивных технологий. Вложения не окупятся.

В общей оценке данные таблицы 2 свидетельствуют, что известкование, снижающее кислотность пахотного горизонта, сопровождается ростом всех форм кислотности в подпахотном горизонте, т.е. имеет место вытеснение кислотности вглубь.

Отмеченное имеет важное практическое значение, может считаться одной из главных причин неудовлетворительного общего уровня урожаев и причиной неполной прибавки урожаев от вносимых минеральных удобрений. Резкие колебания урожаев по годам также обусловлены в существенной мере указанными причинами.

В годы с ритмикой осадков (именно ритмикой, а не только общим количеством) близкой к оптимальной за счет произвесткованного и удобренного пахотного горизонта вырастает более менее оправданный урожай. В годы же с длительными летними бездождными периодами, когда пахотный слой пересыхает, урожай “необъяснимо” резко падает (как в 1989 году), потому что в кислой, насыщенной подвижным алюминием земле корни не развиваются и не могут компенсировать недостаток влаги в пахотном горизонте.

Особенно важно подчеркнуть опасность подвижного алюминия. Сопоставление с данными Н.Я.Коротаева (1962) показывает, что количество подвижного алюминия в подпахотных горизонтах выросло очень резко. Токсичность по алюминию [(2-3 мг на 100 г, (Петухов, Прокошев,1964)]  повсеместно превышена в 10 раз и более.

Рекордное количество подвижного алюминия обнаружено в лесных почвах заповедника “Басеги”, - по 20-28 м-экв/100 г. Это превышает токсическую норму в 100 раз. Лес на такой почве живет только за счет подстилки.

Мониторинговое отслеживание содержания подвижного алюминия в почвах важно с позиций оценки опасности от тяжелых металлов (ТМ). Валовое содержание алюминия в любой почве в тысячи раз превышает токсичную норму, но только при высокой кислотности он опасен. Поведение ТМ в почвах похоже, но оценки опасности часто ставятся по валовому содержанию, что способствует распространению неквалифицированных суждений. Рациональнее делать недорогие анализы по подвижному алюминию, а не расходовать средства на дорогостоящие анализы по ТМ.

Пока же в области не выделяются деньги даже на недорогой анализ содержания подвижного алюминия, – с 1969 года цифры по нему не публикуются и нет их в фондовых материалах “Уралгипрозема” и агрохимслужбы.

Переуплотнение подпахотных горизонтов также оказывает сильное отрицательное влияние, повышает затраты, снижает отдачу от инвестиций. Суть проблемы в том, что почвообрабатывающие агрегаты быстро росли по массе и давлению на почву, а глубина рыхления оставалась практически постоянной. Трактор К-700 (и модификации) продавливает почву до 7о см, а пашет на те же 20-22 см, что и ДТ-54 в 1940-е годы.

Указанное обстоятельство в значительной степени поясняет, почему обеспеченный в 1960-80-х года рост производства минеральных удобрений не обеспечил соответствующий рост урожая. По мнению специалистов (Гуренев,1987) негативную роль сыграло ухудшение физических свойств почв из-за утяжеления сельскохозяйственных агрегатов и нарушения технологии работ. Особенно вредное действие оказало выполнение уборочных операций (уборка и вывозка силоса, картофеля, овощей, да и хлеба) при переувлажненной пашне, когда структура почвы наименее устойчива, легче разрушается (разминание в состоянии “влажной пасты” - прием разрушения почвенной структуры для выделения илов, - широко используемый в лабораторной почвенной практике).

В “Научных основах мониторинга земель Российской Федерации” особенно подчеркивается необходимость контроля плотности почв. Кроме того, что отмечается важность самого этого свойства почвы, там особо указывается на ведущую роль уплотнения почв в развитии эрозии и заболачивания, и в неудовлетворительной эффективности мелиорации.

В области плотность почв в должной мере не изучалась и не отслеживалась при проведении систематического обследования состояния земель агрохимслужбой и Гипроземом. Это не входило в программу работ. Авторами получено несколько сотен цифр плотности подпахотных горизонтов (пахотные горизонты анализировать бессмысленно в связи с ежегодной вспашкой), но это мало для большой области. В реформенные годы подобные обследования вообще прекращены.

Необходим поиск новых вариантов агротехнологии, соответствующих реальным условиям сегодняшнего дня. В условиях нехватки финансовых и материальных ресурсов, возможно, рациональнее отказаться от интенсивного использования части пашни и сосредоточить ресурсы на лучших землях, чтобы осуществлять на них технологию интенсивного окультуривания с целью создания агроземов.

Агрозем - это обрабатываемая почва, отвечающая тем требованиям которые предъявляют к ней культурные растения с высокой потенциальной продуктивностью. По внешним признакам такая почва должна иметь окультуренный горизонт не менее 60 см, насыщенный элементами минерального питания растений до оптимальной концентрации, обеспечивающий максимальный к.п.д. усвоения осадков за счет поддержания оптимального диапазона продуктивной влажности, легко сбрасывающий избыточную воду из продукционного горизонта но удерживающий от физического испарения продуктивную влагу. Такая почва обеспечивает максимальный урожай возделываемых растений, т.е. максимальную реализацию не зависящих от почвы факторов роста растений - тепла, света, осадков, при условии профессионального выполнения требований агротехнологии.

До недавнего времени личные земельные участки не изучались как объекты современного высокотехнологичного земледелия. Реформы и курс на многоукладность требуют изменений в этом деле. Обилие доступного по цене сортового семенного и посадочного материала необходимо подкрепить современным уровнем обеспечения условий роста высокопродуктиных сортов и гибридов. Сделать это можно только при условии окультуривания почвы до состояния агрозема.

Для земель, неперспективных для интенсивных технологий рациональнее выбирать путь экономии затрат, ограничиваясь скромным, но и недорогим урожаем.

Библиографический список

Атлас СССР. М.,1980.

Гуренев М.Н. Проблемы плодородия и окультуренности почв Предуралья//Рациональное использование и охрана почв Нечерноземья. Пермь, 1987. С. 5-12.

Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР.М.: Изд-во Высшая школа, 1988. 256 с.

Коротаев Н.Я. Почвы Пермской области. Пермь, 1962. 276 с.

Народное хозяйство Пермской области в 1986-1990 гг. Статистический сборник. Ч.2. Пермь, 1991. 133 с.

Научные основы мониторинга земель Российской Федерации. М. Агропромиздат, 1993. 194 с.

Основные направления охраны окружающей среды и рационального природопользования в Пермской области на 1991-1995 гг. и перспективу до 2005 г. Пермь, 1990. 114 с.

Петухов М.П., Прокошев В.Н. Применение удобрений в Предуралье. Пермь, 1964, 362 с.

Розанов Б.Г. Основы учения об окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1984.