«ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОЙ ХИМИЗАЦИИ ПОЧВ ЮГА ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА НА БИОЛОГИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТ И СОДЕРЖАНИЕ МАКРО– И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ ...»

Причем этот процесс ускоряется именно к концу вегетации, то есть к моменту уборки урожая. Кроме того, Mn способен аккумулироваться в прикорневой зоне, и этот процесс усиливается при недостатке кислорода, в условиях, которые зачастую складываются при переувлажнении, что свойственно исследуемым типам почв (Власюк, 1969).

Содержание MnO в различных органах растений сои и пшеницы содержание Увеличение к контролю, % содержание Увеличение к контролю, % Иная картина распределения Ca и Mn наблюдалась в растениях пшеницы. В зерновой культуре их наибольшая концентрация элементов обнаружена в корнях, далее, по мере снижения концентрации Ca следует солома>полова>зерно, а для Mn – полова>солома>зерно. Стоит отметить, что в зерне пшеницы, выращенной в Приморском крае, содержание Mn в 3,5–4 раза меньше, чем в пшенице, возделываемой в Амурской области, соответственно: 4,4–6,1 мг/кг и 18,5–26,7 мг/кг.

Содержание исследуемых элементов в отдельных органах и в растениях в целом, выращенных на вариантах с использованием удобрений, меняется. Но в целом характер их распределения по органам растений остался неизменным.

Длительное применение удобрений существенно не повлияло на характер накопления K и Mn в растениях сои и пшеницы на обоих типах почв. В то же время, при внесении минеральных удобрений содержание Са увеличилось по сравнению с контролем, причем во всех органах, кроме зерна. В основном это связано с систематическим использованием фосфорных удобрений, в составе которых присутствует Ca, что увеличило содержание подвижных форм этого элемента в почве. Так, например, в растениях пшеницы, отобранных на лугово-черноземовидной почве, эффект большего накопления Ca при использовании минеральных удобрений отчетливо выражен для непродуктивной части урожая: корней (15–27%), и половы (20–32%).

На содержании исследуемых элементов в органах растений отразились и разные погодные условия в годы проведения опытов. В Приморском крае 2011 г. отличался существенным снижением количества выпавших осадков от среднемноголетних показателей (рис. 1). Год был засушливым практически на всем периоде вегетации, что отразилось на содержании K в сое. Поскольку в растительных клетках он присутствует преимущественно в минеральной, а точнее в ионной форме, элемент является высокоподвижным и легко реутилизируется (Куркаев, Шеуджен, 2000). В связи с этим, при обильных осадках K вымывается из растений обратно в почвы. Вероятно, именно этот фактор повлиял на повышенное количество K в органах растений в засушливый 2011 г.. В то же время в Амурской области обилие осадков в 2012 г. (рис. 2) увеличило подвижность Mn, и усилило процесс аккумуляции элемента в листьях и корнях, по сравнению с более ранними годами исследования (приложение 6).

Корни растений, как правило, являются своеобразным поставщиком элементов в растения, и одновременно выполняют барьерные функции.

Содержание элементов в корнях характеризует общую поглотительную способность растений. И.Г. Важенин предложил использовать коэффициент аккумуляции биогенных элементов – Ka, который показывает отношение между содержанием элементов в корнях и зерне, в качестве выявления адаптивных возможностей растений. Этот показатель можно использовать как биоиндикатор ранней фазы загрязнения системы «почва – растение» (Важенин, 1984).

Самый низкий Ka отмечен для калия, максимальный – для марганца, кроме сои, выращенной в Амурской области, где наиболее высокий показатель зафиксирован для кальция (рис. 4). Кроме того, величина Ka зависит от вида возделываемой культуры: у пшеницы он выше для всех Многолетнее использование удобрений (особенно минеральных) привело к повышению Ka для Ca и Mn в обеих культурах, за исключением сои с опытов Приморского края, где внесение органо-минеральных удобрений с известью снизило величину Ka для марганца. Таким образом, длительная химизация агрофитоценозов способствует снижению проникновения Mn и Ca из корней в генеративные органы растений, и не сказывается на перемещении K в системе «почва–растение».

Рисунок 4 – Изменение величины коэффициента аккумуляции Mn, Ca и K в условиях длительного внесения удобрений Представленный выше материал подтверждает существование специфики в накоплении и распределении элементов в растениях сои и пшеницы в условиях их естественного содержания, и при интенсивном использовании разных видов удобрений. Полученные результаты позволяют более достоверно судить об особенностях поглощения элементов растениями из почвы, о факторах влияющих на их недостаток или избыток, и о балансе в системе «почва–растение».

ГЛАВА 4 КРУГОВОРОТ МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В

АГРОФИТОЦЕНОЗАХ

Изучение закономерностей поглощения питательных элементов культурными растениями является теоретической основой применения удобрений, содержащих данные элементы. Величина поглощения и выноса элементов ориентирует нас в отношении норм и доз внесения удобрений.

Динамика же накопления их в течение вегетации, служит информацией для принятия решений по срокам и, в некоторой степени, способам их внесения (Голов, 2004).

Нарушение круговорота биогенных элементов в агрофитоценозах в результате хозяйственной деятельности человека и, прежде всего, при выращивании сельскохозяйственных культур, неизбежно ведет к истощению почв биогенными элементами, причем в первую очередь тех, которые не вносятся с традиционными удобрениями. В настоящее время в мировом земледелии практикуется систематическая компенсация только трех элементов – N, P и K. Кальций обычно используется только на кислых почвах, с целью нейтрализации кислотности, поэтому, если почвы не известкуются, как например, в России последние 20 лет, возникновение его дефицита вполне реально. То же самое можно сказать и о других питательных элемента, таких как Mg, S и многих микроэлементах, которые не вносятся, или вносятся нерегулярно.

агрофитоценозах начинается с количественной оценки их поступления из почвы в растения. В неодинаковых экологических и почвенноклиматических условиях даже один и тот же вид растений потребляет разное количество одних и тех же элементов. Надежным количественным показателем величины поглощения может служить такой показатель, как коэффициент биологического поглощения (далее КБП), по величине которого судят о потенциальной биохимической подвижности элементов (Перельман, 1975).

Изначально КБП рассчитывали как частное от деления количества элемента в золе растений на его среднее содержание в литосфере или кларк литосферы. Позднее было установлено, что КБП не является величиной постоянной и может меняться в зависимости от возраста растений, почвенных условий и многих других факторов. Поэтому в практике почвенных и ботанико-географических исследованиях при расчете КБП стали пользоваться отношением содержания элементов в золе растений к их содержанию в почвах конкретных территорий (Ильин, 1985).

Как показали наши исследования, КБП рассчитанные для разных культур отличаются значительной вариабельностью на контрольных и удобряемых вариантах (табл. 8).

Коэффициенты биологического поглощения элементов Приморского Пшеница Приморского Пшеница Было обнаружено, что соя на лугово-бурых почвах, в случае использования минеральных удобрений, поглощает больше K и Ca, чем на других вариантах. Самый низкий показатель КБП Ca отмечен для варианта с применением органо-минеральных удобрений и извести. На луговочерноземовидных почвах при совместном внесении минеральных и органических удобрений КБП K и Ca также оказался ниже, чем на контрольном варианте. Но уровни КБП для данных макроэлементов являются довольно высокими, что позволяет отнести их к группе интенсивного поглощения.

Пшеница, как и соя, отличается интенсивным поглощением K, и применение удобрений увеличивает поступление этого элемента из почвы в растения. Величина КБП Ca у пшеницы значительно ниже, чем у сои. На лугово-бурых почвах он снижается с внесением удобрений, причем самый низкий показатель КБП Ca в опытах Приморского края отмечен при совместном использовании органоминеральных удобрений и извести.

Такая же закономерность отмечена и для Mn. В опытах Амурской области, наоборот, самые низкие величины КБП для всех трех элементов отмечены на контрольных вариантах, т.к. в данных опытах эти элементы с удобрениями не вносились.

Содержание элементов в растениях находится в прямой зависимости от величины урожая. Его увеличение соразмерно приводит к повышению концентрации элементов в растениях (Пейве, 1980). Поэтому в вариантах с использованием удобрений возрастающий урожай и количество элементов в растениях, как правило, сопровождается увеличением их выноса и повышением интенсивности поглощения из почвы. Но экспериментально это подтверждается не всегда. Зачастую содержание элементов в биомассе растений, выращенных на удобренных делянках, действительно выше, чем на контроле, но при этом КБП свидетельствует о снижении степени их извлечения из почвы, что объясняется неодинаковым действием удобрений на КБП изучаемых элементов (табл. 8).

Анализируя характер и величины накопления изучаемых элементов в названных фракциях, мы можем более достоверно судить о балансе или круговороте их в системе «почва–растение» и, в конечном счете, прогнозировать их недостаток или избыток. В.И. Головым (2004) была предложена градация элементов по отношению выноса их с поля хозяйственной частью урожая (зерно, солома) к возврату с побочной продукцией (листья, корни, полова). На основе этого автор предлагает делить элементы на агрохимически активные (вынос 60% и более), среднеактивные (40–60%) и малоактивные (менее 40%).

4.1 Круговорот калия в основных агрофитоценозах По данным агрохимического обследования последних лет, на многих почвах зарегистрированы случаи недостатка K для выращиваемых культур (Синельников, Слабко, 2005). Поэтому, чтобы прогнозировать и своевременно принимать меры к устранению его дефицита для сои и пшеницы, весьма важно изучить складывающийся баланс этого элемента питания в посевах названных культур. Поскольку на Дальнем Востоке почвы занятые соей и пшеницей составляют основную часть пахотного фонда, мы изучали круговорот избранных элементов питания именно на этих культурах.

Для того чтобы определить величину выноса изучаемого элемента с гектара необходимо знать его концентрацию в каждой фракции урожая и массу этой фракции в пересчете на 1 га. Зная урожай фракций, а также концентрацию искомых в них элементов, легко подсчитать их вынос, как отношение отчуждаемой части урожая (зерно, солома) к остающейся на поле (листья, корни).

В ходе наших исследований было выявлено, что наибольшая концентрация К2О в сое, при перерасчете на 1 га, наблюдается в листьях и в зерне. Меньше всего этого элемента накапливается в корнях (табл. 9).

Накопление и баланс калия в посевах сои (среднее за 2009–2012) Вариант опыта Вынос К2О с урожаем чаще бывает выше, чем возврат в почву с остающимися на поле корнями и опавшими листьями, благодаря меньшей массе последних фракций. На лугово-бурых почвах хозяйственный вынос К2О, как правило, колеблется в пределах 52–60% от накопленного всей массой растений (табл. 9, приложение 7). Поэтому можно сказать, что агрохимическая активность этого элемента средняя. Внесение удобрений снизило величину выноса К2О с урожаем на 4–10%.

При возделывании сои на лугово-черноземовидных почвах К2О ведет себя как агрохимически активный элемент. Его хозяйственный вынос составляет более 60% во всех вариантах опытов. Внесение удобрений приводит к снижению выноса элемента на 6–16%, однако этот факт в опыте ВНИИ сои был предсказуем, поскольку калийные удобрения на лугово-черноземовидных почвах не используются, традиционно считаясь малоэффективными.

При возделывании пшеницы агрохимическая активность К2О оказалась высокой на обоих типах почв (табл. 10; приложение 8). Так, в годы исследований, на лугово-бурых почвах хозяйственный вынос К2О с существенно не отразились на балансе этого элемента.

Вариант опыта В связи с выше изложенным мы можем констатировать, что калийные удобрения под сою и пшеницу необходимо вносить в почву ежегодно, ввиду высоких показателей агрохимической активности K.

Кроме того в значительной мере можно оптимизировать круговорот К и без внесения удобрений. Возвращая солому, листья и пожнивные остатки возделываемых культур в почву, мы можем компенсировать его биологический вынос на 60–80% (Голов, Асеева, 2010).

4.2 Круговорот кальция в основных агрофитоценозах В результате проведенных исследований было установлено, что баланс Ca в почвах, при возделывании сои, складывался положительно, то есть большая часть его, накопленная растениями в течение вегетации, остается на поле после уборки урожая. Максимальное количество Ca накапливается в листьях, что особенно хорошо заметно на луговочерноземовидных почвах, которые являются хорошо обеспеченными в отношении этого элемента. На лугово-бурых почвах хозяйственный вынос Ca в годы наблюдений (табл. 11; приложение 9) варьировал 16,4–32%.

Накопление и баланс кальция в посевах сои (среднее за 2009–2012) Вариант опыта На лугово-черноземовидных почвах его вынос был ниже: 6,2–22,8 %.

Поскольку большая часть Ca после уборки урожая остается на поле, данный элемент следует отнести к агрохимически слабоактивным, и вносить его с удобрениями только по мере необходимости.

Внесение удобрений способствовало не только увеличению валовых и подвижных форм Ca в почвах, но и отразилось на его накоплении в вегетативных органах сои. Однако на балансе элемента в соевых агроценозах это отразилось незначительно.

накопления Ca. В основном этот элемент сконцентрирован в корнях, далее следуют солома, зерно и меньше всего его в полове. Однако за счет превосходства массы зерна и соломы, по сравнению с массой корней и половы, ежегодный вынос Ca пшеницей значительно выше, чем соей (табл.

12; приложение 10).

Вариант опыта В отдельные, высокоурожайные годы, более 70% Ca выносилось с поля при уборки урожая. В годы исследований эта закономерность более ярко проявлялась на лугово-бурых почвах Приморского опыта (рис. 5).

Рисунок 5 – Баланс кальция в посевах пшеницы Приморского края, % Таким образом, Ca может обладать как низкой агрохимической активностью (в посевах сои), так и средней и даже высокой (в посевах пшеницы). В случае с пшеницей почва более интенсивно обедняется Ca, следовательно, в посевах данной культуры необходима ежегодная корректировка питания этим элементом.

4.3 Круговорот марганца в основных агрофитоценозах Наибольшая концентрация Mn в растениях сои отмечается в корнях и листьях, т.е. тех органах, которые остаются на поле после уборки урожая. Хозяйственный вынос элемента с урожаем зерна и соломы на лугово-бурых почвах варьировал от 13 до 35 %, и от 10,7 до 30,2% на лугово-черноземовидных (приложение 11). Несмотря на то, что в разные годы исследований количество Mn накопленного растениями в течение вегетации существенно колебалось, данное обстоятельство не повлияло на общую картину поведения элемента в системе «почва – растение» (табл.

13).

Накопление и баланс марганца в посевах сои (среднее за 2009–2012) Вариант В посевах пшеницы больше всего Mn накапливается в корнях.

Значительно меньше элемента в зерне растений, особенно в образцах Приморского опыта. Но, поскольку вес фракций корней и зерна не сопоставим (приложение 13), вынос элемента с урожаем за счет массы зерна может доходить до 50%, что наблюдалось в 2011 г. на лугово-бурых почвах в опыте с одновременным использованием органо-минеральных удобрений и извести (приложение 12). В этом же году вынос элемента на лугово-черноземовидных почвах превысил вынос 2009 г. в 1,5–2 раза, и составил 38–39% (рис. 6).

В 2011 г. гидроклиматические условия сложившиеся в Приморье были более благоприятны для выращивания пшеницы, чем в другие годы исследований (рис. 1). Поэтому был отмечен более высокий урожай зерна, по сравнению с 2009 г. (приложение 13), а массы корней, наоборот, пониженный (корни растений увеличивают свой объем и вес в неблагоприятные, чаще всего в более засушливые годы).

Рис. 6 Баланс марганца в посевах пшеницы Приморского края, % Это обстоятельство отразились на разнице баланса Mn в посевах зерновой культуры.

Следует отметить, что в случае возделывания пшеницы, внесение удобрений практически не отразилось на величине выноса элемента из почв (табл. 14).

Поскольку вынос Mn с товарной продукцией оказался невысоким, обеднение почв этим элементом в результате длительного внесения удобрений представляется маловероятным.

Вариант опыта Полученные нами данные подтверждают сделанный ранее вывод, что Mn является агрохимически слабоактивным элементом, хозяйственный вынос которых менее 40% по сравнению с биологическим. Лишь при резком изменении основных агрохимических свойств изучаемых почв Mn может стать дефицитным элементом. Чаще всего это происходит в почвах, имеющих нейтральную или щелочную реакцию, а также при внесении высоких доз извести.

ГЛАВА 5 ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

УДОБРЕНИЙ НА СВОЙСТВА ПОЧВ АГРОФИТОЦЕНОЗОВ

Применение минеральных удобрений в России никогда не было избыточным, хотя по объемам их производства в 80-е годы минувшего столетия занимало ведущие позиции. Только к 1980 г. в СССР уровень их применения приблизился к среднемировому, а после 1990 г. он резко упал из-за экономического кризиса, последствия которого сказываются до настоящего времени (табл. 15) (Голов, 1990;.Слабко, 2007).

сельскому хозяйству Дальнего Востока, кг/га Регион Дальний Восток Приморский К настоящему времени достоверно установлено, что минеральные удобрения, наряду с положительным действием, могут вызывать серьезные экологические проблемы. Особенно это касается стран с высоким уровнем их использования, и низким образовательным уровнем основной массы фермеров. В конце 60-х и в начале 70-х гг. минувшего столетия стали появляться сообщения, свидетельствующие о негативном влиянии интенсивного применения минеральных удобрений на урожай выращиваемых культур и физико-химические свойства почв. В основном проблемы возникали из-за передозировок азотных удобрений и нарушения соотношений основных элементов питания (N : P : К). Это сказывалось на накоплении нитратов получаемой продукцией, накоплении N и P в поверхностных и грунтовых водах, что вызывало эвтрофикацию водоемов и ухудшение качества питьевой воды. Причем негативные последствия интенсивной химизации проявлялись при внесении, к примеру, азотного удобрения, дозы которого превышали в 1,5–2 раза вынос этого элемента с урожаем. Так, изучение азотного баланса на водосборе одного из притоков реки Оби показало, что за 10 лет, при пятикратном росте применения минеральных удобрений, было обнаружено десятикратное увеличение нитратов в грунтовых водах (Кудеяров, Башкин, 1978).

Нитратная проблема не миновала и Российский Дальний Восток.

Факты накопления нитратов были зафиксированы в Приморье и в Приамурье при выращивании овощей и кормовых культур. Как показал последующий анализ, это происходило в основном из-за внесения повышенных доз азотных удобрений на фоне низких доз фосфорных и других удобрений, которых, как правило, хронически не хватало из-за малой рентабельности, добычи, производства и транспортировки (Голов, 1990).

5.1. Влияние длительного применения удобрений на В настоящее время химизация земледелия остается одним из ключевых путей увеличения объемов производства продуктов питания, и в обозримом будущем нет реальной альтернативы минеральным удобрениям. В связи с этим назрела необходимость комплексного изучения влияния удобрений не только на плодородие и физикохимические свойства почв, но также на урожай и его качество, и на окружающую среду в целом. Наиболее приемлемым объектом для решения таких задач являются опыты с длительным (20 лет и более) применением минеральных и органических удобрений. Подобные опыты являются базой для изучения круговорота биологически значимых для организмов химических элементов, а также для оценки моделей конкурентоспособных и экологически оптимальных агроэкосистем (Минеев, 1988; Rasmussen, Goulding, Brown, Grace, Janzen, Korschens, 1998).

В настоящее время в мировой литературе накопилось большое количество фактов, свидетельствующих о негативном влиянии интенсивной химизации земледелия на изменение агрохимических свойств почв, определяющих их плодородие (Koster, 1990; Карпова, 2008; Минеев, 1994). Наиболее детально и достоверно изучено явление дегумификации почв, т.е. снижение содержания гумуса и гумусовых веществ (гуминовых и фульвокислот, а также гуматов), при систематическом и долговременном использовании минеральных удобрений (Бессонова, Стифеев, Кемов, и др., 2011). Дегумификация почв может сопровождаться серьезными экологическими последствиями. Поскольку гумусовые вещества на 52– 62% состоят из углерода, при их минерализации образуется СО2, который, попадая в атмосферу, способствует формированию парникового эффекта.

Считается, что 20% всего углекислого газа, накопившегося в атмосфере в результате антропогенной деятельности, образовалось вследствие разрушения почвенного органического вещества (Добровольский, Никитин, 1990; Безуглов, Синеговец, Кузьмич, и др., 2011).

Гумус чрезвычайно устойчив в атмосферных условиях и при обильном поступлении органических остатков в умеренных (по гидроклиматическим параметрам) широтах может накапливаться в значительных количествах. Такое явление можно наблюдать в степной зоне, где образуются черноземы, и в луговой, для которой характерны луговые и лугово-черноземовидные почвы, широко распространенные в Амурской области и частично в Приморье. Значительные площади луговочерноземовидных почв распространены и в северо-восточном Китае, недалеко от российско-китайской границы, занимая вместе с черноземами около 35,2 млн.га из 287 млн.га сельхозугодий (Герасимов, Ма Юн-Чжи, 1958; Ивлев, 2001). Территориальная близость Китая, идентичность почвенно-климатических условий, и наличие однотипных почв, активно используемых в сельском хозяйстве обеих стран, позволяет более объективно исследовать изменение почвенного покрова в результате длительного применения удобрений.

Агрохимическая практика китайских производителей, сложившаяся в последние 20–40 лет, свидетельствует о том, что при выращивании основных культур вносится большое количество именно минеральных удобрений. Для сравнения, в начале 2000-х гг. в провинции Хэйлунцзян среднее количество внесенных минеральных удобрений составляло кг/га, в Приморском крае – 6,0 кг/га, в Амурской области – 6,4 кг/га, в Еврейской автономной области – 15 кг/га (Ганзей, 2005).

Для иллюстрации сказанного приведем пример по содержанию гумуса и по некоторым агрохимическим параметрам, в однотипных генетических и экологических условиях.

Пойменные почвы отбирались на правом и левом берегах Амура (рис. 7): пойменная луговая на опытном поле института земледелия в пригородах г. Хэй-Хэ Хэйлунцзянской провинции, пойменная слоистая в пригороде г. Благовещенска Амурской области. Лугово-черноземовидные почвы, отобранные в Китае и в России схожи по морфологическим, генетическим и физико-химическим свойствам.

Рисунок 7 – Места отбора образцов почв на территории России (РФ) Примечание: 1. Учхоз ДальГАУ, с. Грибское, РФ, почва пойменная 2. Опытное поле института Земледелия, г. Хей-Хэ, КНР, 3. Агрохимический стационар ВНИИ сои, с. Садовое, РФ, почва лугово-черноземовидная;

4. Возделанное поле и целина в долине р. Фулухэ, 45 км от г. Цицикар, КНР, почва лугово-черноземовидная.

Как видно из представленных в таблице 16 данных, в луговочерноземовидных почвах Китая содержанию гумуса и сумма поглощенных оснований ниже, чем почвах Дальневосточного региона. Даже в целинных вариантах содержание гумуса значительно меньше, чем в российских почвах. По-видимому, это не истинная целина, как описываются данные почвы в первоисточнике (Герасимов, Ма Юн-Чжи, 1958), а многолетняя залежь.

Агрохимические показатели лугово-черноземовидной и пойменных почв Амурской области (РФ) и провинции Хэйлунцзян (КНР) Луговая Пойменная Пойменная Примечание: В числителе – целина; в знаменателе – пашня В настоящее время общая распространенность обрабатываемых земель в Китае смещается в северо-восточном и северо-западном направлениях, и в этом же направлении снижается экологическое качество почв и возделываемых сельскохозяйственных культур (Zhang, Dong, Wang, Liu, Yao, 2001). В последние годы, по инициативе отдельных ученых и государственных групп по контролю за качеством продукции, было обнаружено, что овощи, поставляемые из Китая, чаще всего попадают в «группу риска» из-за высокого содержания нитратов, превышающее ПДК в 5 и более раз (Стокоз,2013).

В ходе совместной работы китайских и российских исследователей, при изучении недавно освоенных почв Синьцзян-Уйгурского автономного района (Таримская впадина), которые находились в эксплуатации в среднем около 10–15 лет, было обнаружено, что содержание гумуса в них сократилось почти наполовину (Илахун, Пинань, Зяаньдон, и др., 2010).

Китайские земледельцы были вынуждены вывести 15% в основном орошаемых почв из оборота, из-за нарастающих явлений дегумификации, засоления и опустынивания. Эти почвы находились в ведении колхозов, где, как правило, вносят высокие дозы минеральных удобрений.

В последние годы китайские земледельцы переносят принципы интенсивной химизации на почвы Дальневосточного региона, которые все в больших объемах арендуют в Приморье и Приамурье. Причем им выделяют не бросовые земли, а лучшие плодородные почвы вдоль магистральных рек Раздольной, Арсеньевки, Амура и других, о чем весьма обстоятельно и аргументировано изложено в докторской диссертации С.С. Ганзея (2005) и в статьях В.И. Росликовой (2012, 2013).

В период интенсивного использования минеральных удобрений в мировом сельском хозяйстве считалось, что они способствуют увеличению гумусированности почв. Но данные, полученные на основе обобщения результатов более 400 длительных полевых опытов, свидетельствовали о том, что содержание гумуса в дерново-подзолистых почвах при внесении полного минерального удобрения за 30-ти летний срок снижалось в среднем на 12–14% (Поляков, Шевцова, 1988). По мнению ведущих почвоведов нашей страны, за последние 100 лет запасы органического вещества в черноземах и черноземовидных почвах России уменьшились в два раза (Ковда, 1985; Ковда, Пачепский, 1989).

Дальневосточном регионе, также отмечено снижение содержания гумуса и других агрохимических показателей почв с момента закладки опытов (рис.

8, 9). За последние 40 лет темпы снижения количества гумуса в Приморском крае составили 21–23%. Использование органо-минеральных удобрений практически не повлияло на процесс дегумификации (Ковшик, Наумченко, 2011; Хавкина, 2004). В Амурской области количество гумуса также снизилось, причем максимальное уменьшение на 27% отмечено на варианте с использованием минеральных удобрений.

Плодородие почвы, интенсивность микробиологических и физикохимических процессов, растворение труднорастворимых соединений во многом зависят от кислотности среды. Для большинства культур оптимальное значение рН составляет 6,0–6,5, и увеличение кислотности может негативно отразиться на развитии растений. Применение таких широко распространенных видов удобрений, как хлористый аммоний, аммиачная селитра, хлористый калий и других, способствует подкислению почвенного раствора. Если при разовом использовании удобрений в небольших дозах существенного изменения рН не наблюдается, то при длительном, происходит сильное подкисление почв (Безуглов, Синиговец, Кузьмич, и др., 2011).

Длительные наблюдения за динамикой кислотности почвенного раствора при систематическом применении удобрений показали, что кислотность лугово-черноземовидных почв Амурской области с 1968 г. к настоящему времени увеличилась на 12–14% под влиянием физиологически кислых азотных удобрений. Повышению кислотности в значительной мере способствовало также прекращение известкования исследуемых почв с середины 90-х годов (рис. 9). В почвах Приморья кислотность снижалась только в варианте с внесением извести. Изменение величины кислотности почв воспринимается иначе, если обратить внимание на то, что шкала рН логарифмическая. Так, при снижении значения рН с 6 до 5 кислотность среды увеличивается в 10 раз (Безуглов, Синиговец, Кузьмич, и др., 2011).

Таким образом, роль минеральных и органических удобрений в агрофитоценозах неоднозначна. Удобрения являются источником элементов питания, но при этом способствуют изменению основных агрохимических свойств почв. В почвах исследуемых агрофитоценозах систематическое внесение удобрений сопровождается увеличением кислотности, снижением количества гумуса и суммы поглощенных оснований.

Рисунок 8 – Изменение агрохимических свойств лугово-бурых почв при длительном применении удобрений (Прим НИИСХ, Приморский край) Рисунок 9 – Изменение агрохимических свойств луговочерноземовидных почв при длительном применении 5.2. Влияние длительного применения удобрений на содержание компоненты (табл. 17), в основном нежелательных для выращиваемых культур. (Казак, Онищенко, Горбунов, 1987). Особенно это относится к фосфорным и известковым удобрениям, для производства которых используется природное агросырье, содержащее нежелательные примеси (Справочник по удобрениям, 1964; Минеев, 1988; Хайнишь, Пауке, Нагель, Ханзен, 1979; Овчаренко, 1997; Подколзин, 2009, Танделов, 2012).

Среднее содержание тяжелых металлов в минеральных Аммиачная селитра