Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Основные агрохимические показатели почвенного плодородия и их изменчивость в процессе сельскохозяйственного использования (аналитический обзор литературы) 8
Глава II. Условия и методика проведени 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 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 её зависимость от уровня применения удобрений 75
3.3.1. Гумусное состояние почв .77
3.3.2. Кислотный режим почв 82
3.3.3. Фосфатный режим почв 88
3.3.4. Калийный режим почв 96
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 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 143
3.5.1.Баланс гумуса 144
3.5.2.Баланс азота .149
3.5.3. Баланс фосфора .158
3.5.4. Баланс калия 160
3.5.5. Баланс 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
Выводы и рекомендации производству 175
Приложения 179
Списисок литературы 212
- Методика агрохимического обследования сельскохозяйственных земель и лабораторных исследований
- Метеорологические условия в годы исследования
- Динамика агрохимических свойств пахотных почв и её зависимость от уровня применения удобрений
- Корреляция урожайности сельскохозяйственных культур с метеорологическими условиями
Введение к работе
Актуальность темы. Важнейшим фактором повышения урожайности сельскохозяйственных культур и воспроизводства плодородия почв является применение удобрений. Ведущая роль удобрений в решении этих задач сохранится и в обозримом будущем, так как без внесения удобрений практически невозможно компенсировать отчуждаемые с урожаями питательные вещества и тем самым предотвратить истощение почвенного плодородия. 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 негативное 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 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.
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:
1.Определить динамику основных агрохимические свойств пахотных почв Балтасинского муниципального района Республики Татарстан за годы исследования и е зависимости от уровня применения удобрений.
2.Установить характер и тесноту корреляции урожайности культур от агрохимических параметров почв, уровня применения удобрений и метеорологических условий.
3.Рассчитать баланс гумуса, основных питательных элементов и
разработать на этой основе нормативы затрат удобрений для
воспроизводства плодородия почв.
4.Оценить агрономическую и экономическую эффективность
применения удобрений.
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 Республики Татарстан (РТ). Оценено влияние удобрений и химических мелиорантов на агрохимическое состояние почв. Выявлена зависимость урожайности сельскохозяйственных культур от агрохимических показателей почвы, уровня химизации и метеорологических условий. Установлены нормативы затрат фосфорных и калийных удобрений для повышения подвижных форм этих элементов в почвах.
Практическая значимость. Полученная автором научная информация является основой для прогнозирования возможных изменений плодородия почв района, 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.
Личный вклад автора заключается в постановке цели и задач исследования, сборе информации, их обобщении, статистической обработке полученных материалов, и апробации основных защищаемых положений.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и одобрены на международных (Орл, 2012; Казань, 2014, 2015) и всероссийских (Казань, 2012, 2013) научно-практических конференциях.
Публикации. Автором по теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованном 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 наименования, в том числе на иностранных языках 14.
Методика агрохимического обследования сельскохозяйственных земель и лабораторных исследований
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., Лукманов А. А., Хуснутдинов К. М., Салимзянова И. Н., 2009].
Повышенная кислотность почвы оказывает сильное влияние на рост и урожай растений. Её 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 па 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 – 7-8.
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 – 7-7,5, 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 кислотности обе эти культуры положительно реагируют па внесение извести. Рожь и овес могут давать высокие урожаи в широких пределах рН- от 5 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 до 7. 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. Как следствие 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 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].
Метеорологические условия в годы исследования
В высокоразвитых странах не менее 50-60 % всех прибавок урожая, или 25-30 % 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 Таблица 3
В среднем за 2006-2010 гг. 98, среднем за год применение минеральных удобрений росло на 7,12 кг д.в./га, то в 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 %.
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 и окупаемость его товарной продукцией выше, чем фосфора и калия. На рисунке 4 иллюстрируется динамика насыщенности пашни 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 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.
Динамика агрохимических свойств пахотных почв и её зависимость от уровня применения удобрений
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 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). 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. Рис. 27. Динамика изменения площадей отдельных групп культур по циклам агрохимических обследований
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. Происходил 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, 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 1965-1970 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.
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.
Корреляция урожайности сельскохозяйственных культур с метеорологическими условиями
Поступление калия в почву в составе органических и минеральных удобрений по циклам агрохимических обследований изменилось весьма существенно и разнонаправленно: если до IV цикла включительно происходило 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 (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. Калия, как правило, больше поступало 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. 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.
Из корнеобитаемого слоя кальций и магний отчуждаются с урожаями сельскохозяйственных культур, вымываются по почвенному профилю, смываются поверхностным стоком и расходуются для 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 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.
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