Ученые из Казанского ГАУ и Казанского (Приволжского) федерального университета разработали методику анализа плодородия почв на основе 60-летних наблюдений за одним и тем же участком земли. Исследователи установили, что «радиус влияния» питательных веществ в почве постепенно растет: если в 1960-х годах свойства почвы оставались схожими на расстоянии 200 м, то сегодня этот показатель достиг 400-550 м. Методика позволяет предсказать, где и сколько нужно вносить удобрений, что может снизить их расход на 20-30% при сохранении урожайности. Подробностями с ГлавАгрономом поделилась пресс-служба Казанского ГАУ.
История этого участка земли читается как летопись отечественного сельского хозяйства. В 1970-80-х годах, когда в колхозах и совхозах активно применяли минеральные удобрения, содержание фосфора в почве подскочило с 265 до 313 мг/кг. К 2011 году оно достигло рекордных 499 мг/кг – результат интенсивной химизации предыдущих десятилетий. Азот и калий вели себя по-разному: азот «скакал» от 85 до 119 мг/кг в зависимости от погоды и внесения удобрений, калий держался стабильнее – в пределах 150-250 мг/кг.
Эти три элемента – азот, фосфор и калий – определяют, вырастет ли из семени крепкое растение или чахлый побег. От их содержания и распределения в почве зависит урожайность зерновых, овощей, картофеля. А значит, и цены в магазинах, и качество продуктов на нашем столе.
Главное открытие казанских ученых касается не самих показателей, а закономерностей их размещения в пространстве. Они применили геостатистический анализ – метод, который показывает, на каком расстоянии друг от друга располагаются участки с похожими свойствами почвы. Оказалось, что за десятилетия эти расстояния заметно выросли.
За 60 лет наблюдений почва стала более однородной на больших площадях. Если в 1960-х удобрения действовали локально – создавали «пятна» плодородия радиусом 200 м, то сегодня их влияние распространяется на 400-550 м.
Это результат многолетнего перемешивания почвы при вспашке, миграции питательных веществ с грунтовыми водами и постепенного выравнивания плодородия.
Изменения происходили волнообразно и зависели от интенсивности применения агрохимикатов. В 1970-80-х, когда удобрения вносили неравномерно и в больших дозах, пространственная структура почвы «расшаталась» – соседние участки стали сильно отличаться друг от друга. В 2010-20-х, при снижении химизации, почва начала возвращаться к естественным закономерностям.
В зависимости от уровня интенсификации земледелия происходит изменение пространственной структуры внутрипольной вариабельности агрохимических свойств почв.
Лилия Гаффарова - доцент кафедры агрохимии и почвоведения Казанского ГАУ
Практическая польза методики выходит за рамки агрономии. Точное понимание того, где и сколько нужно удобрений, помогает снизить их избыточное применение. А это означает меньше нитратов в грунтовых водах, меньше остатков химикатов в продуктах питания и более устойчивые урожаи при меньших затратах.
Для фермеров новый подход – это возможность экономить на удобрениях, не теряя в урожайности. Зная радиус автокорреляции для своего поля, они могут рационально размещать точки отбора почвенных образцов и создавать карты дифференцированного внесения удобрений. Современные технологии точного земледелия позволяют воплотить эти карты в жизнь с помощью GPS-навигации тракторов.
Исследование также показывает, как многолетние архивы агрохимических обследований могут стать источником новых знаний. В России такие данные собираются с 1960-х годов, но используются в основном для оценки текущего состояния почв. Геостатистический анализ позволяет извлечь из архивов информацию о закономерностях изменения плодородия во времени и пространстве.
В условиях роста цен на минеральные удобрения и усиления экологических требований к сельскому хозяйству такой подход может стать основой для более рационального использования земельных ресурсов. Почва хранит память о десятилетиях человеческой деятельности – и современная наука учится эту память читать.
Исследование опубликовано в «Вестнике Казанского ГАУ» при поддержке гранта Академии наук Республики Татарст
ан для молодых кандидатов наук.
