Агроэкологическое состояние и продуктивность залежных земель при их вовлечении в севооборот

Глава 1. Обзор источников литературы
Результатом рассмотрения публикаций по вопросам формирования фонда за-
лежных земель, оценки их агрохимического состояния в состоянии необрабатывае-
мых угодий и после распашки залежи явилось заключение о том, что зарастание
сельскохозяйственных угодий является следствием их земледельческого неисполь-
зования, в связи с чем перед обществом стоит задача их возвращения в пахотные
угодья. При этом в публикациях отмечено, что переход пашни в залежь сопровож-
дается ухудшением агрохимической характеристики почв и снижением плодородия
(Литвинович, 2009; Дричко и др., 2015; Леднев, Дмитриев, 2015, 2017 и др.), что
предопределяет разработку рекомендаций по системе удобрения вводимых в сево-
оборот культур при условии сохранения почвенного плодородия, способного обес-
печить эффективное ведение сельхозпроизводства.

Глава 2. Условия, объекты и методы проведения исследований
Климат Нижегородской области умеренно континентальный с холодной про-
должительной зимой и теплым сравнительно коротким летом. При этом в Заволжье
он холоднее, чем в Правобережье, что особенно проявляется в летнее время. Сред-
негодовая температура варьирует от +3 до +5 градусов по Цельсию.
Среднее годовое количество осадков колеблется от 550-600 миллиметров в се-
верной части до 450-500 миллиметров в южной части области. В Нижнем Новгоро-
де в среднем выпадает около 530 миллиметров осадков в год.
Основные исследования по теме диссертации проведены в период с 2016 по
2020 гг. на территории Нижегородской области на основных для области зональ-
ных почвах – дерново-подзолистой, серой лесной и оподзоленном черноземе, а
также на опытно-экспериментальной площадке кафедры агрохимии и агроэкологии
Нижегородской ГСХА. Реки Ока и Волга разделяют территорию Нижегородской
области на два физико-географических района – низменное Левобережье (Завол-
жье), где преобладают дерново-подзолистые почвы преимущественно легкого гра-
нулометрического состава, и возвышенное Правобережье – северо-западная око-
нечность Приволжской возвышенности, где встречаются оподзоленные черноземы
преимущественно суглинистые. В Междуречье рек Оки и Волги расположены се-
рые лесные почвы легко- и среднесуглинистые.
Исследования выполнены с использованием разных методов:
– оценка состояния залежных земель в почвенно-климатических зонах Ниже-
городской области – на дерново-подзолистых почвах Заволжья, светло-серых лес-
ных почвах Центральной части области и оподзоленном черноземе Правобережья –
с использованием метода мониторинга и полевого обследования;
– закладка трехлетнего стационарного мелкоделяночного полевого опыта с
удобрениями на залежных землях после их распашки на экспериментальной пло-
щадке кафедры агрохимии и агроэкологии НГСХА;
– постановка модельных лабораторно-вегетационных опытов по оценке фито-
токсичности и влияния удобрений на агрохимическое состояние светло-серой лес-
ной легкосуглинистой почвы в научных лабораториях кафедры агрохимии и агро-
экологии НГСХА.
Основной объект исследования площадью 15,4 га (Объект 1) расположен на
дерново-подзолистых почвах в Борском районе Нижегородской области. Обследо-
вание залежи проведено в 2016 г., распашка выполнена в 2019 г., в мае 2020 г. вы-
сеяна фацелия, в августе 2020 г. взяты почвенные образцы и методом учетных
площадок сделаны учеты урожайности.
Обследование залежных земель на оподзоленном черноземе, выполнено на
участке площадью 148 га в Ардатовском районе – Объект 2. До 2019 года поля
данного хозяйства не обрабатывались, возраст залежи оценивается в 4-5 лет. Поле
распахано в 2019 г., почвенные образцы отбирали в мае 2019 г. и июле 2020 г.
Мелкоделяночный полевой опыт по изучению трансформации агрохимиче-
ских показателей светло-серой лесной легкосуглинистой почвы после распашки за-
лежи первой стадии сукцессии, урожайности культур и влияния на эти процессы
минеральных удобрений (Опыт №1) заложен на вегетационной площадке кафедры
в 2018 году, в 4-х кратной повторности, по схеме, приведенной в таблице 1, на ча-
сти территории площадки, которая в течение последних 3-4 лет механически не об-
рабатывалась и не использовалась для проведения исследований. Учетная площадь
делянки 3,24 м2 (135 х 240), общая площадь – 3,96 м2 (165 х 240), защитная полоса
между делянками 30 см, между повторениями 50 см, расположение вариантов си-
стематическое. Все работы по опыту, включая уборку, проводили вручную.
Распашка залежи проведена в мае 2018 года, в это же время были отобраны
почвенные образцы для оценки состояния почвы под залежью. В конце июля еще
раз сделали перекопку почвы, разбили опыт в соответствии со схемой исследова-
ний и заложили кусочки ткани (лен) для определения целлюлолитической активно-
сти почвы. Удобрения в этот год не вносили, опыт содержали по типу чистого пара.
1. Схема опыта №1
№Содержание вариантаОбозначение
1Контроль без удобренийКонтроль
2Рсд и Кх из расчета по 60 кг д.в-ва на 1 га, до посева в почвуРК-60 – фон
3Фон + Nм из расчета по азоту 30 кг/га, прикорневая подкормка*РК-60 + N-30
4Фон + Nм из расчета по азоту 45 кг/га, прикорневая подкормка*РК-60 + N-45
5Фон + Nм из расчета по азоту 60 кг/га, прикорневая подкормка*РК-60 + N-60
* – под горчицу – внесение во всю массу сосуда

В мае 2019 года до посева горчицы были отобраны почвенные образцы с це-
лью оценки изменений, произошедших в течение года после распашки залежи. За-
тем были внесены удобрения и посеяна горчица белая, урожайность зеленой массы
которой учтена через 60 дней. После уборки горчицы опыт был вновь перекопан,
отобраны почвенные пробы (август 2019 г.), а в конце августа 2019 года высеяна
озимая рожь сорта Валдай по фону фосфорно-калийных удобрений. Азотные удоб-
рения (мочевина) в соответствующих вариантах были внесены ранней весной 2020
г. в прикорневую подкормку. После уборки ржи отобраны почвенные образцы для
оценки трансформации почвенных свойств в процессе освоения залежи.
Исследования по учету численности представителей микро- и мезофауны на
залежных землях провели в 2017 году, на исследовательском полигоне кафедры, на
участке площадью 5 га, который расположен в Дальнеконстантиновском районе
Нижегородской области на светло-серой лесной почве. В качестве основных пред-
ставителей почвенной микрофауны рассматривали группу орибатид (Oribatei) или
почвенных клещей и группу коллембол или ногохвосток (Collembola). О присут-
ствии в составе педобионтов представителей мезофауны судили по численности
культуры дождевого червя – олигохеты (Lumbicomorpha).
Модельный лабораторно-вегетационный опыт №2 по оценке влияния моче-
вины, модифицированной (капсулированной) сорбентом на основе глауконитовых
песков (Грин Санд – CREEN SAND), на показатели почвенного плодородия, прове-
дены в лабораториях кафедры в 2020 г. Опыт поставлен в 4-х кратной повторности,
в двух закладках, в сосудах на 2 кг: 12.03.2020 – 10.05.2020 и 14.09.2020 –
13.11.2020, по схеме, приведенной в таблице 2. Период компостирования 60 дней.
Сорбент Грин Санд произведен на основе глауконитовой руды из Бондарского
месторождения глауконит-кварцевых песков (Тамбовская область), обогащен и ак-
тивирован по авторской технологии, имеет микропористую (поры менее 2 наномет-
ров) и мезопористую (2-50 нанометров) структуру, обладает повышенной способ-
ностью к катионному обмену. В составе глауконитов есть оксид калия (5,0-9,5 %),
фосфор – до 3%, а также ряд микроэлементов (Mn, Cu, Co, Ni, B и др.).
2. Схема опыта №2
№Содержание вариантаОбозначение
1Почва без удобрений1. Контроль
2Почва с обычной мочевиной в дозе 0,2 г N/кг2. М-02
3Почва с модифицированной мочевиной в дозе 0,2 г N/кг3. ММ-02
4Почва с модифицированной мочевиной в дозе 0,4 г N/кг4. ММ-04
5Почва с модифицированной мочевиной в дозе 0,6 г N/кг5. ММ-06

Определение фитотоксичности мочевины, капсулированной сорбентом на ос-
нове глауконита, изучали в опыте №3 на семенах пшеницы, салата и редиса при
трех концентрациях раствора удобрения – 0,5%; 1,0%; 1,5%. Повторность 2-
кратная, закладка опытов – в чашках Петри, по схеме, показанной в таблице 3.
3. Схема опыта №3
№Содержание вариантаОбозначение
1Обработка семян водой1. Контроль
2Обработка семян 0,5% раствором стандартной мочевины2. М-0,5
3Обработка семян 0,5% р-ром мочевины с сорбентом Грин Санд3. ММ-0,5
4Обработка семян 1,0% р-ром мочевины с сорбентом Грин Санд4. ММ-1,0
5Обработка семян 1,5% р-ром мочевины с сорбентом Грин Санд5. ММ-1,5

О проявлении фитотоксичности судили по изменению показателей прорастания
семян (энергия прорастания, всхожесть), а также по интенсивности начального роста
проростков (длина корней, длина побегов, общая биомасса).
Анализы почвенных проб выполнены по существующим в агрохимической
практике стандартным методам (Методические указания …, 2003) в ФГБУ «Туль-
ская МВЛ» в аккредитованной химической лаборатории на сертифицированном
оборудовании с использованием следующих методов: рН солевой вытяжки – ГОСТ
26483-85; содержание органического вещества (гумуса) – ГОСТ 26213-91; подвиж-
ных соединений фосфора и калия – ГОСТ Р 54650-2011, гидролитическая кислот-
ность по ГОСТ 26212-91, сумма поглощенных оснований – ГОСТ 27821-88, ём-
кость поглощения и степень насыщенности основаниями – расчетным методом.
При оценке полученных значений использовали градации, принятые в агрохимиче-
ской практике (Методические указания …, 2003). Азот в почве определяли в анали-
тической лаборатории кафедры: аммиачный азот с реактивом Несслера, а нитраты с
дисульфофеноловой кислотой с последующим определением на ФЭК-56М. Валовое
содержание отдельных тяжелых металлов в почве определяли по прописи М-МВИ-
80-2008 и ПНД Ф 16.1:2.2:2.3:3.36-2002, подвижные формы тяжелых металлов – в
соответствии с «Методическими указаниями по определению тяжелых металлов в
почвах сельхозугодий и продукции растениеводства» (М., ЦИНАО, 1992) на атом-
но-абсорбционном анализаторе «Спектр 5-4» и атомно-абсорбционном спектромет-
ре КВАНТ-Z.ЭТА.
Для оценки фитоценотической составляющей экосистемы использовали глазо-
мерно-маршрутный метод обследования (Мариничев, 2014). Анализ растительных
образцов выполнен с использованием следующих методов: содержание азота по
ГОСТ Р 51417-99, фосфора – по ГОСТ 26657-97, калия – по ГОСТ 30504-97.
Интенсивность выделения СО2 из почвы определена методом А.Ш. Галстяна
по изменению содержания углекислого газа в определенном замкнутом простран-
стве с помощью широкогорлых конических колб (Титова и др., 2011). Интенсив-
ность дыхания оценивали по шкале, предложенной Э.И. Гапонюк, С.Г. Малаховым
(1985). Нитрифицирующую активность определяли методом С.П. Кравкова (Мине-
ев В.Г., 2001). Для определения целлюлозоразлагающей способности почвы при-
меняли аппликационный метод, активность разложения целлюлозы оценивали по
шкале Д.Г. Звягинцева (1986): очень слабая – < 10%, слабая – 10-30%, средняя – 30- 50%, сильная – 50-80%, очень сильная > 80%. Фитотоксичность удобрений учиты-
вали методом биотестирования по ГОСТ 12038. Токсичность определяли по крат-
ности снижения показателей в опытном варианте по отношению к контролю.
Для статистического анализа результатов исследований использовали метод
дисперсионного анализа (Доспехов Б.А., 2011), вариационной статистики (Дмитри-
ев, 1995) и программный пакет Microsoft Office Excel 2003.
Глава 3. Исследования на дерново-подзолистых почвах (Объект 1)
Растительный покров залежного участка площадью 15,4 га характеризуется
значительной пестротой: в центральной и северо-западной части участка
отмечается лугово-злаковая растительность (рис. 1), оставшаяся часть участка
занята преимущественно сосной 7-10 лет и березой того же возраста (рис. 2).

Рис. 1. Центр и северо-запад участкаРис. 2. Залесенная часть участка

Возраст и видовой состав древесной растительности, находящейся в залесен-
ной части участка, указывает на то, что срок его неиспользования в земледелии со-
ставляет не менее 7-10 лет. Согласно видовому составу лугово-злаковой раститель-
ности на площади 9 га, участок не использовался в качестве пашни в течение пери-
ода не менее 3-4 лет, что позволяет рекомендовать его к распашке.
Минимальный набор операций для распашки залежи включает дискование,
вспашку с оборотом пласта, чизелевание, посев сидеральных культур. Расчетная
стоимость таких работ для площади в 1 га в нашем случае составила 5 975,40
рублей, что близко к имеющимся в литературе данным (8000 руб./га – Белорусцева,
2012). Затраты на технологические операции по выращиванию зерновых культур,
производство и реализацию зерна составили 13 тыс. руб./га при стоимости валового
урожая зерна с 1 га около 16 тысяч рублей. Условный чистый доход после
восстановления залежи в пашню составит 2 751,68 руб./га.
Во время обследования залежи в 2016 году были отобраны почвенные образ-
цы. Их анализ показал, что почва участка площадью 6,4 га (залежь 7-10 лет) харак-
теризуются неблагоприятными агрохимическими свойствами: низким содержанием
гумуса (1,3%), несбалансированным содержанием основных элементов питания
(высокое содержание фосфора – 166 мг/кг и низкое содержание калия – 46 мг/кг),
среднекислой реакций среды (рНkcl 4,8), относительно высокой гидролитической
кислотностью (2,7 ммоль /100 г почвы), низкой суммой поглощенных оснований
(8,3 ммоль /100 г) и емкостью поглощения (11 ммоль /100 г). Часть участка, которая
представлена залежью с травянистым фитоценозом (9,0 га), обладает большим за-
пасом плодородия: содержание гумуса в среднем равно 1,6%, содержание подвиж-
ного фосфора – 173 мг/кг, обменная кислотность приближается к 5 единицам рН.
Летом 2019 года залежь на центральной части участка была распахана, отобра-
ны почвенные образцы, а в 2020 году здесь была высеяна фацелия пижмолистная,
после уборки которой также были отобраны почвенные пробы. Анализы показали,
что плодородие дерново-подзолистой супесчаной почвы после распашки залежи
несколько повысилось: содержание гумуса возросло на 5%, подвижных соединений
фосфора и калия – на 9 и 19% соответственно.
Для учета урожая участок был разделен с севера на юг на две равные площад-
ки (А – западная, Б – восточная сторона части участка). Результаты учета урожай-
ности, определения содержания основных элементов питания в надземной фито-
массе культуры и расчетные коэффициенты использования фосфора и калия из
почвенных запасов показаны в таблице 4.
4. Урожайность надземной фитомассы фацелии (воздушно-сухое вещество)
и эффективность использования ею почвенных запасов фосфора и калия
МестоУрожайность,Содержание NРКСодержаниеКИ из почвы,
отборакг/м2в растениях, %в почве, кг/га%
пробLim*M + m*NР2О5 К2О Р2О5К2 ОР2О5К2 О
Площадка А 0,82 –1,75 1,22 ± 0,08 0,27 0,14 0,334961433,4428,18
Площадка Б 0,77 –1,36 1,03 ± 0,06 0,28 0,11 0,384771872,3720,90
Среднее0,77 –1,75 1,12 ± 0,07 0,28 0,13 0,354871652,9024,54
* – Lim – размах варьирования; M + m –среднее и ошибка среднего

Установлено, что урожайность надземной фитомассы фацелии колеблется в
пределах, средних для однолетних трав (в среднем по участку составив 112 ц/га), но
вариабельность урожайности велика – 24%. Коэффициент использования почвен-
ных запасов фосфора очень невысок, что обусловлено слабокислой реакцией среды
и супесчаным гранулометрическим составом почвы, повышающим риск миграци-
онных потерь элементов питания. Использование калия из почвы растениями фаце-
лии также невысоко, но ближе по значению к средним статистическим данным.
Глава 4. Исследования на оподзоленном черноземе (Объект 2)
В 2019 году на массиве черноземных почв, расположенном в Правобережье
Нижегородской области, было проведено агрохимическое обследование на одном
из полей площадью 148 га. Земли ранее принадлежали ООО «Ардатовское», кото-
рое в 2014 году провело их полное агрохимическое обследование, выполненное
ФГБУ ЦАС «Нижегородский». В данной работе результаты обследования 2014 го-
да использованы для сравнения и установления изменений в характеристике почвы
на этом поле за период с 2014 по 2020 гг.
В таблице 5 приведены результаты анализа почвенных проб отбора 2019 г. (год
распашки залежи) и 2020 года (через год использования распаханной залежи под
культурными растениями) в сравнении с данными 2014 года. Установлено, что его
агрохимическое состояние за годы залежи несколько ухудшилось, а именно: сред-
невзвешенное содержание гумуса снизилось с 5,30% до 5,00%, т.е. на 0,3%; обеспе-
ченность почв подвижными соединениями калия снизилась на 21 мг/кг (14% к 2014
г.), при тенденции снижения обеспеченности почвы и подвижными соединениями
фосфора; показатель рН солевой вытяжки изменился незначительно, но тенденция
его снижения свидетельствует о текущем процессе подкисления почв; характери-
стика почвенного поглощающего комплекса несколько ухудшилась, что влечет за
собою изменения буферности и снижение устойчивости к антропогенезу.
5. Динамика агрохимических показателей оподзоленного чернозема
на этапе «пашня (2014 г.) – залежь (2019 г.) – пашня (2020 г.)»
Гумус, %Подвижный Р2О5,Подвижный К2О,
Годы
мг/кгмг/кг
Lim*M+mV,%Lim* M + m V,%Lim*M+mV,%
2014 г.-5,3–80–153-
Май 2019 г.4,7-5,45,00+0,04466–85 75+6,725111-147 132+10,4 29
Июль 2020г.4,9-5,45,15+0,04380-109 96+2,61193-135 119+3,512
* – Lim – размах варьирования; M + m –среднее и ошибка среднего; V – коэффициент вариации

После распашки залежи и годичного содержания почвы под культурной расти-
тельностью, к июлю 2020 года отмечена тенденция повышения содержания гумуса
в почве в сравнении с маем 2019 года (на 0,15%) и заметное повышение содержа-
ния подвижного фосфора – на 21 мг/кг (28% к 2019 году). Высока вариабельность
подвижных соединений фосфора и калия. Отмечено также снижение обменной и
гидролитической кислотности при стабилизации емкости поглощения и повышении
степени насыщенности почв основаниями. В целом констатировано, что распашка
5-летней залежи на оподзоленном черноземе, с преимущественным фитоценозом
луговых злаковых трав и разнотравья, при годичном выдерживании почвы по типу
чистого пара, позволила на второй год после распашки залежи сформировать
устойчивый и достаточно высокий урожай викоовсяной смеси (12,2 т сена с 1 га).
При этом коэффициент использования почвенных запасов подвижных соединений
фосфора и калия был максимально высоким – 10% по фосфору и 35% по калию.
Учитывая снижение содержания гумуса в почве после распашки залежи, было
рассчитано количество навоза КРС для восстановления его содержания на тот уро-
вень, который был в почве до выведения этого поля из активного землепользова-
ния. Установлено, что для восполнения запасов гумуса в 0,15% необходимо внести
66 т навоза КРС в расчете на 1 га. Учитывая присутствие в навозе и других элемен-
тов питания, можно ожидать, что это позволит повысить содержание подвижного
калия до 163 мг/кг и фосфора – до 110 мг/кг. При стоимости навоза в 650 рублей за
1 тонну на приобретение гектарной дозы навоза потребуется 42 900 рублей.
Глава 5. Исследования на светло-серой лесной почве
В таблице 6 приведены результаты учета динамики агрохимических показате-
лей в процессе освоения залежи, сформировавшейся на светло-серой лесной почве.
Установлено, что перевод 4-летней залежи, представленной лугово-разно-
травной растительностью, и годичное содержание её под паром способствовал про-
явлению тенденции повышения содержания органического вещества в почве (на
4% к исходному состоянию), изменению реакции среды в нейтральную сторону и
повышению содержания подвижных соединений фосфора и калия (на 6 и15% к ис-
ходному содержанию, соответственно).
6. Агрохимическая характеристика почвы до и после распашки залежи
Даты отбораОрган.Р2О5 К2ОНгSТV,
рНkcl
почвенных пробв-во, %мг/кгммоль / 100 г%
Май 2018 г., залежь1,265,45127821,3012,0413,3490
Май 2019 г., пар1,315,50135941,3212,2613,5890
Август 2019 г., горчица1,365,54123901,2312,2013,4391
Июль 2020 г., оз. рожь1,325,55116851,1811,9613,1491

Дальнейшее содержание участка из-под залежи под культурной растительно-
стью (горчица и озимая рожь на зеленую массу, выращиваемые последовательно),
обеспечило прирост содержания органического вещества в почве в сравнении с за-
лежью (май 2018 г.) на 0,06-0,10% (5-8 относительных процентов) при тенденции
снижения содержания подвижного фосфора (на 4-11 мг/кг, или 3-9%). По содержа-
нию подвижных соединений калия отмечена положительная тенденция: оно воз-
росло на 3-8 мг/кг или 4-10% к концентрации калия в почве залежи. Обменная и
гидролитическая кислотность почвы при этом снижались, сумма поглощенных ос-
нований несколько повысилась, степень насыщенности основаниями осталась вы-
сокой и очень высокой.
Внесение удобрений под культуры, выращиваемые на этапе перевода залежи в
пашню, положительно сказывается на агрохимической характеристике почвы: со-
держание органического вещества имеет тенденцию к повышению или повышается
на 0,04-0,08% по отношению к неудобренному варианту; содержание подвижных
соединений фосфора и калия увеличивается существенно (на 12-14% к контроль-
ному варианту); реакция среды переходит из области «слабокислая» в область
«близкая к нейтральной». Внесение азотных удобрений в прикорневую подкормку
озимой ржи на содержание органического вещества и основных элементов питания
(подвижных соединений фосфора и калия) влияло на уровне тенденции.
Урожайность культур, высеваемых после распашки залежи, и эффективность
использования минеральных удобрений под них приведена в таблице 7.
Данные свидетельствуют, что фосфорно-калийные удобрения, внесенные вес-
ной до посева горчицы, дали статистически доказуемую прибавку урожая в сравне-
нии с вариантом без внесения удобрений. Добавление азота в форме мочевины в
дозе 30 кг/га при внесении его во всю массу пахотного слоя привело к получению
дополнительной прибавки урожая в 6% к фоновому удобрению. Увеличение дозы
азота под горчицу с 30 до 45 кг/га обеспечило получение достоверной прибавки
урожайности уже по отношению к варианту с внесением азота в дозе 30 кг/га, но
дальнейшее увеличение дозы азота в подкормку положительного эффекта не дало.
В среднем по вариантам с внесением мочевины в дозе 30-60 кг/га получена прибав-
ка урожая в 8% к урожайности фонового варианта.
7. Влияние удобрений на урожайность культур
Горчица, 2019 г.Озимая рожь, 2020 г.Окупаемость 1 кг удоб-
Вариантырений урожаем культур,
+, – к варианту+, – к варианту
опытакг/дел.кг/дел.среднее за 2 года, кг
1212РКNNРК
1.Контроль5,38–6,06—–
2.РК-60 – фон5,600,22-6,450,39-7,8–
3.РК-60 + N305,940,560,347,040,980,59-48,015,9
4.РК-60 + N456,180,800,587,101,040,65-42,217,2
5.РК-60 + N606,300,920,707,121,060,67-35,317,0
НСР050,160,15

Прикорневая подкормка озимой ржи мочевиной во всех дозах была одинаково
эффективна, способствуя увеличению урожайности зеленой массы на 16-17% к ва-
рианту без внесения удобрений. Разницы в действии разных доз азотной подкормки
на урожайность ржи не отмечено и по отношению к фону. Из чего следует, что на
залежных землях на этапе перевода их в пашню озимую рожь, выращиваемую как
кормовую культуру на зеленую массу по фону фосфорно-калийного удобрения в
дозе по 60 кг/га, следует подкармливать мочевиной в дозе по азоту 30 кг/га.
В целом, применение удобрений под горчицу и озимую рожь на зеленую мас-
су, выращиваемые на этапе перевода залежи в пашню, агрономически эффективно.
Каждый килограмм удобрений, внесенных под культуры в дозе N30-60Р60К60, дает
дополнительно 15,9-17,2 кг урожайности. Максимальную окупаемость обеспечива-
ет применение мочевины в дозе 30 кг/га – 48 кг прибавки в расчете на 1 кг удобре-
ний. С ростом дозы азота до 60 кг/га отдача от их внесения снижается до 35,3 кг/кг.
Сведения по микробиологической активности почвы показаны в таблице 8.
8. Влияние удобрений на микробиологическую активность почвы
ВариантыЦеллюлолитическаяДыхание почвы,Нитрифицирующая ак-
опытаактивность, %мгСО2/10 г/24 чтивность, мг/кг/7 суток
09.2018 05.2019 08.2019фактк в.1 / в.2фактк в.1 / в.2
1.Контроль1418219-5,4-
2.РК-60 – фон132128123 /-7,21,8 /-
3.РК-60 + N30182640156/311,05,6 / 3,8
4.РК-60 + N45162845178/511,05,6 / 3,8
5.РК-60 + N60193054145/210,95,5 / 3,7
НСР0557941,5

Установлено, что целлюлозоразрушающая способность почвы на первом этапе
перевода залежных земель в пашню (при последовательном содержании распахан-
ной залежи под чистым паром и посевом горчицы) имеет тенденцию повышения.
При этом использование азотных удобрений (мочевины) под посев горчицы увели-
чивает способность почв к разложению безазотистых органических соединений ти-
па целлюлозы на 14-17% (54-61%%) при дозе азота в 30-45 кг/га, и на 24% (80 от-
носительных процентов) – при дозе азота в 60 кг/га. Внесение полного минерально-
го удобрения достоверно повышало интенсивность дыхания почвы, а внесение мо-
чевины в дозе по азоту 45 кг/га по фону внесения фосфора и калия в дозе по 60
кг/га оказало дополнительное положительное влияние на жизнедеятельность поч-
венной биоты, повысив степень её активности от средней до высокой – 12 мгСО2/10
г/24 ч до 17 мгСО2/10 г/24 ч. Нитрифицирующая активность почвы при внесении
полного минерального удобрения (N в дозе 30-45-60 по фону Р60К60) в 2 раза выше,
чем на контроле, оценивается как средняя и не зависит от дозы внесения азота.
Глава 6. Капсулирование мочевины сорбентом на основе глауконита
как способ повышения эффективности её использования
при локальном внесении в почву
Исследования проведены в 2020 году, в двух закладках, в модельном лабора-
торно-вегетационном опыте, с целью выявления влияния мочевины, модифициро-
ванной глауконитом, на основные агрохимические показатели светло-серой лесной
легкосуглинистой почвы. Отдельное внимание было уделено оценке влияния моди-
фицированной мочевины на содержание минерального азота в почве (табл. 9).
9. Влияние мочевины, модифицированной сорбентом Грин Санд,
на способность почвы к продуцированию минерального азота*
NН4+, мг/кгNО3-, мг/100 г
Варианты11.05.20.05.2020прирост за 10 дней11.0520.05. прирост за
опыта2020факт +,-к вар.1факт+,- к вар.12020202010 дней
1. Контроль5,411,4-6,0-0,131,431,30
2. М-028,536,825,428,322,30,642,121,48
3. ММ-027,615,64,28,02,00,832,151,32
4. ММ-047,037,325,930,324,31,072,471,40
5. ММ-066,548,737,342,236,21,292,761,47
НСР057,90,700,87
* – 10-дневное компостирование почвы при стабильной температуре (24 0С)
и оптимальной влажности в термостате

Установлено, что двухмесячное выдерживание почвы с мочевиной, внесенной
в дозе по действующему веществу 0,2-0,6 г/кг, не сказалось на содержании в почве
гумуса и обменных оснований, а также рН водной вытяжки, оказывая положитель-
ное влияние на рН солевой вытяжки и несколько повышая гидролитическую кис-
лотность. Компостирование почвы с модифицированной мочевиной в тех же дозах
при естественно складывающихся условиях привело к повышению содержания по-
движных соединений фосфора в почве на 11-12 мг/кг, или 16-17% к контролю без
удобрений. Высвобождение подвижных соединений калия из почвы в присутствии
азотного удобрения было чуть менее активным – 11-15 мг/кг (14% к контролю).
Компостирование почвы с обычной мочевиной в контролируемых условиях
привело к резкому увеличению содержания аммонийного азота в почве (более чем
в 3 раза), что является подтверждением очень высокой подверженности мочевины
процессам разложения с образованием аммонийной формы азота. Внесение того же
количества азота (0,2 г/кг), но в форме модифицированной мочевины, содержание
аммонийного азота снизило в 2,4 раза. Позитивное влияние сорбента на сдержива-
ние процесса аммонификации проявляется стабильно при всех изученных дозах
внесения мочевины.
То есть, модификация мочевины глауконитсодержащим сорбентом позволяет
вдвое увеличить дозу внесения мочевины (с 0,2 г азота в расчете на 1 кг почвы до
0,4 г/кг) без риска двойного увеличения концентрации аммонийной формы азота в
почве. Содержание нитратов в почве удобренных вариантов различалось незначи-
тельно, что является прямым доказательством того, что сорбент Грин Санд сдержи-
вает ход процессов минерализации органического азота.
Валовое содержание и содержание подвижных форм тяжелых металлов (сви-
нец, кадмий, цинк, медь) в почве с внесением мочевины, модифицированной сор-
бентом Грин Санд, изменялось в пределах фоновых значений для Правобережья
Нижегородской области и не превысило ориентировочных и предельно допусти-
мых уровней их концентрации
Для оценки фитотоксичности модифицированной мочевины в качестве биоте-
стов использовали салат и редис (табл. 10).
10. Фитотоксичность модифицированной мочевины, среднее из 2-х опытов
ЭнергияМассаДлинаДлина
ВариантыВсхожесть
прорастанияпроростковростка,корня,
опыта
штук%штук%всеходногомммм
Салат**
1. Контроль22,08823,3930,300,0129,126,4
2. М-0,516,56617,0680,180,0120,111,2
3. ММ-0,53,5142,390,0103,712,7
4. ММ-1,05,5203,0120,0102,57,3
5. ММ-1,54,5183,7150,0202,15,5
НСР056,86,24,95,1
Редис**
1. Контроль15,06019,0761,280,0622,828,1
2. М-0,513,55414,0560,790,0519,811,1
3. ММ-0,512,05014,0560,910,0617,97,9
4. ММ-1,011,54613,3530,500,035,31,8
5. ММ-1,511,04411,0440,310,023,01,9
НСР054,44,75,38,0
** – число высеянных семян равно 25.

Обработка семян салата раствором стандартной мочевины в концентрации
0,5% раствора удобрения привела к снижению всхожести семян салата практически
на треть, а раствором модифицированной мочевины той же концентрации – снизи-
ла всхожесть семян более чем в 7 раз. Дальнейшее повышение концентрации мо-
дифицированной мочевины на семена салата действовало также угнетающе. То
есть, для салата обработка семян раствором модифицированной мочевины высоко-
токсична. На редисе обработка семян мочевиной, стандартной или модифициро-
ванной, в концентрации 0,5% по удобрению, показала одинаковый уровень нега-
тивного влияния: всхожесть снизилась с 76% на контрольном варианте (обработка
семян водой) до 56% на вариантах с мочевиной. Однако по массе проростков вари-
ант с обработкой семян модифицированной мочевиной не уступал варианту с обра-
боткой семян стандартной мочевиной: масса 1 проростка на варианте с модифици-
рованной мочевиной была даже выше (0,06 г), чем на варианте со стандартной мо-
чевиной (0,05 г).
Таким образом, модифицированная сорбентом мочевина, в концентрации 0,5%
проявляет такой же эффект фитотоксичности (средний), как и стандартная мочеви-
на, не усиливая его и не снижая. Дальнейшее повышение концентрации модифици-
рованной мочевины (до 1,5% раствора) приводит к снижению всех показателей
(всхожести, массы проростков, длины ростка и корня).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Биоценотическая характеристика, морфологическое описание почвенного про-
филя и химический состав верхнего гумусовоаккумулятивного слоя почвы яв-
ляются индикаторными признаками, позволяющими идентифицировать срок не-
использования земель сельскохозяйственного назначения по целевому признаку
и дать рекомендации по их дальнейшему использованию.
При принятии решения о возвращении залежных земель в активное сельскохозяй-
ственное использование следует учитывать, что затраты на распашку залежи под
лугово-злаковой растительностью (3-4 года залежи) составят порядка 6000-
8000 руб./га, а на технологические операции по производству и реализации зер-
на – порядка 13000 руб./га при стоимости валового урожая с 1 га около
16000 рублей. Условный чистый доход после восстановления залежи в пашню
составит 2 751,68 руб./га.
2. Перевод пахотных земель в залежь сопровождается ухудшением агрохимиче-
ской характеристики почв, причем, чем выше срок неиспользования земель, тем
снижение почвенного плодородия больше. Так, 7-10-летняя залежь на дерново-
подзолистой почве отличается от 3-4-летней залежи почв этого же генезиса сме-
ной фитоценоза с лугово-злакового на древесно-кустарниковый, снижением со-
держания органического вещества на 0,3% или 18 относительных процентов
(18%%), несбалансированным содержанием подвижных соединений фосфора и
калия и снижением устойчивости почв к антропогенному воздействию, что под-
тверждается повышением кислотности и снижением степени насыщенности ос-
нованиями.
Для оподзоленного чернозема переход пашни в залежь сопровождается снижением
содержания органического вещества – на 0,3% или 3%%, а также подвижных со-
единений фосфора (на 5 мг/кг или 6%) и калия (на 21 мг/кг или 14%) при тен-
денции подкисления и снижения степени насыщенности основаниями. Для вос-
становления содержания органического вещества в почве на 0,1% необходимо
будет внести 44 т/га навоза крупного рогатого скота подстилочного полупере-
превшего, что оценивается в 29 000 руб./га.
3. Переход от залежи к пашне на оподзоленном черноземе сопровождается тен-
денцией повышения содержания гумуса (на 0,15% или 3%%), существенным по-
вышением содержания фосфора (21 мг/кг или 28%) снижением содержания ка-
лия (на 13 мг/кг или 10%), при четко выраженной высокой вариабельности по
содержанию фосфора и калия в почве.
На светло-серой лесной почве подобная тенденция отмечена по содержанию гумуса
– прирост в год распашки составил 4%%, в дальнейшем, при активном трехлет-
нем содержании распаханной залежи под культурной растительностью (горчица
и озимая рожь на зеленую массу) – 0,06-0,10% или 5-8%%.
Использование почвенных запасов фосфора и калия культурными растениями (фа-
целия) после распашки залежи на дерново-подзолистой почве составило 2,9% и
24,5%, на черноземной почве (викоовсяная смесь) – 10,2% и 35,2% соответ-
ственно.
4. На этапе перевода залежи в пашню внесение фосфорно-калийных удобрений в
дозе по 60 кг д.в-ва/га под последовательно выращиваемые в мелкоделяночном
полевом опыте горчицу на зеленую массу и озимую рожь на зеленую массу спо-
собствует повышению урожайности в среднем по двум культурам за один год на
0,94 т/га или 5% к урожайности на контроле, обеспечивая отдачу от удобрений в
7,8 кг зеленой массы в расчете на суммарный килограмм фосфора и калия (РК).
Внесение мочевины в дозе по азоту 30 кг/га по фону Р60К60 способствует приросту
урожайности культур на 1,44 т/га или 8% к фону. Дальнейшее повышение дозы
азота показало тенденцию последовательного повышения урожайности на 0,46-
0,22 т/га. Окупаемость 1 кг NРК при этом варьировала в пределах 15,9-17,2 кг
прибавки в расчете на 1 кг действующего вещества удобрений, что составило
69-75% нормативной окупаемости.
5. Микробиологическая активность светло-серой лесной легкосуглинистой почвы
при внесении полного минерального удобрения на этапе перевода залежных зе-
мель в пашню повышается. Установлено, что в варианте с внесением азота в до-
зе 30 кг/га по фону допосевного внесения Р60К60 в 1,5 раза увеличивается спо-
собность почвы к разложению целлюлозы, в 2 раза – нитрифицирующая актив-
ность почвы и на 28% – дыхание почвы. Повышение дозы азота стимулировало
повышение целлюлолитической способности и дыхания почвы, не влияя на нит-
рифицирующую активность почвы.
6. Модификация мочевины в форме капсулирования гранулы глауконитсодержа-
щим сорбентом в целом оказала положительное влияние на эффективность её
использования после двухмесячного компостирования с почвой, что выразилось
в повышении содержания подвижных соединений фосфора и калия на 11-12 и
11-15 мг/кг соответственно, а также снижении активной и обменной кислотно-
сти. Внесение капсулированной глауконитом мочевины в дозе по азоту 0,2 г/кг в
сравнении с такой же дозой мочевины стандартной снижало содержание аммо-
нийного азота в почве в 2,4 раза, сохранив продуцирование нитратов на уровне,
свойственном стандартной мочевине. Увеличение дозы азота в составе модифи-
цированной мочевины на содержании нитратного азота в почве не отразилось.
Валовое содержание и содержание подвижных форм тяжелых металлов (свинец,
кадмий, цинк, медь) в почве с внесением мочевины, модифицированной сорбен-
том Грин Санд, изменялось в пределах фоновых значений для Правобережья
Нижегородской области и не превысило ориентировочных и предельно допу-
стимых уровней их концентрации.
7. Модифицированная сорбентом мочевина в начальной из изучаемых концентра-
ций в 0,5% по действию на проростки салата высокотоксична: всхожесть семян
в сравнении с действием мочевины стандартной снижается в 7,4 раза, а длина
ростка – в 5,4 раза. При дальнейшем повышении концентрации модифицирован-
ной мочевины её угнетающее действие на семена салата сохранилось. По дей-
ствию на культуру редиса модифицированная мочевина проявляет такой же эф-
фект фитотоксичности (средний), как и стандартная мочевина, не усиливая и не
снижая его, однако повышение концентрации модифицированной мочевины до
1,5% приводит к резкому снижению всех показателей (всхожести, массы про-
ростков, длины ростка и корня).