izvestiiatimacadИзвестия Тимирязевской сельскохозяйственной академииIZVESTIYA OF TIMIRYAZEV AGRICULTURAL ACADEMY0021-342XФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева10.26897/0021-342X-2022-2-5-15izvestiiatimacad-237Research ArticleАГРОХИМИЯ, ПОЧВОВЕДЕНИЕ, ЭКОЛОГИЯAGROCHEMISTRY, SOIL SCIENCE AND ECOLOGYДинамика содержания микроэлементов в почве при освоении малопродуктивных залежных земель ВерхневолжьяDynamics of the content of trace elements during development of low-yielding fallow lands of the upper Volga regionШевченкоВиктор АлександровичShevchenkoViktor A.

Шевченко Виктор Александрович, д-р с.-х. наук, член-корр. РАН, директор; профессор кафедры растениеводства и луговых экосистем

127434, г. Москва, ул. Б. Академическая, 44, Россия

тел.: (499) 153–72–70

факс (499) 154–02–72

127434, г. Москва, Тимирязевская ул., 49, Россия

 

Viktor A. Shevchenko, DSc (Ag), Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Director; Professor, the Department of Plant Growing and Meadow Ecosystems

127434, Russian Federation, 44 Akademicheskaya B. Str., Moscow

phone: (499) 153–72–70

127550, Russian Federation, 49 Timiryazevskaya Str., Moscow 

mail@vniigim.ruПоповаНаталья ПавловнаPopovaNatalia P.

Попова Наталья Павловна, канд. с.-х. наук, старший научный сотрудник

127434, г. Москва, ул. Б. Академическая, 44, Россия

тел.: (499) 153–72–70

факс (499) 154–02–72

Natalia P. Popova, PhD (Ag), Senior Research Associate

127434, Russian Federation, 44 Akademicheskaya B. Str., Moscow

phone: (499) 153–72–70

mail@vniigim.ruСоловьёвАлексей МалаховичSolov’evAleksey M.

Соловьёв Алексей Малахович, д-р с.-х. наук, ведущий научный сотрудник

127434, г. Москва, ул. Б. Академическая, 44, Россия

тел.: (499) 153–72–70

факс (499) 154–02–72

Aleksey M. Solov’ev, DSc (Ag),, Key Research Associate

127434, Russian Federation, 44 Akademicheskaya B. Str., Moscow

phone: (499) 153–72–70

mail@vniigim.ruФГБНУ ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова; Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияVNIIGiM named after A.N. Kostyakov; Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian FederationФГБНУ ВНИИГиМ им. А.Н. КостяковаРоссияVNIIGiM named after A.N. KostyakovRussian Federation20222512202202515Copyright © Шевченко В.А., Попова Н.П., Соловьёв А.М., 20222022Шевченко В.А., Попова Н.П., Соловьёв А.М.Shevchenko V.A., Popova N.P., Solov’ev A.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiia.timacad.ru/jour/article/view/237

Исследования проведены в ООО «Ручьевское-1» Ржевского района Тверской области в 2012…2018 гг. при освоении выбывших из оборота малопродуктивных, ранее мелиорированных земель. Общая площадь пашни – 5297 га, почвы дерново-подзолистые, по гранулометрическому составу легкосуглинистые. Изучено влияние систематического внесения органических удобрений свиноводческих комплексов в виде твердой фракции навоза (60…80 т/га) и жидких стоков (100…120 м3/га) на динамику содержания меди, цинка, бора и марганца в пахотном слое. Установлено, что на почвах с промывным типом водного режима за шестилетний период наблюдений средневзвешенное содержание меди имело лишь положительную тенденцию увеличения, поскольку прибавка к исходному значению составила 0,1 мг/кг почвы. Это находилось в пределах ошибки опыта и составило 1,7 мг/кг при оптимальном значении для региона 2,45 мг/кг. Аналогичная ситуация была характерной и при изучении динамики цинка, средневзвешенное содержание которого достигло показателя 0,9 мг/кг, что значительно ниже оптимального уровня – 3,55 мг/кг почвы. Следовательно, по мере раскисления залежных земель от внесения щелочных органических удобрений существенное увеличение доступных форм меди и цинка не отмечено, что требует дополнительного внесения микроэлементов для ликвидации их дефицита.

Вместе с тем систематическое внесение органических удобрений достоверно улучшило обеспеченность малопродуктивных земель бором и марганцем, содержание которых в пахотном слое приблизилось к оптимальному значению и в конце наблюдений составило соответственно 0,50 и 44,8 мг/кг при оптимальном уровне 0,52 и 50,5 мг/кг почвы.

The studies were carried out at LLC Ruch’evskoe-1, Rzhevsky district, Tver region in 2012…2018 during development of low-yielding, previously reclaimed lands that were retired from circulation. The total area of arable land is 5297 hectares, the soils are sod-podzolic, light loamy in terms of particle size distribution. The effect of the systematic application of high doses of organic fertilizers from pig-breeding complexes in the form of solid fraction of manure (60…80 t/ha) and liquid waste (100…120 m3/ha) on the dynamics of the content of copper, zinc, boron and manganese in the arable layer has been studied. It was found that during the six-year observation period on soils with a leaching type of water regime, the average weighted copper content had only positive tendency to increase as the increment to the initial value was 0.1 mg per a kilogram of soil (0.1 mg/kg), which was within the experimental error and amounted to 1.7 mg/kg at the optimal value for the region 2.45 mg/kg. A similar situation is typical in the study of the dynamics of zinc, the average weighted content of which reached 0.9 mg/kg, which is significantly lower than the optimal level of 3.55 mg/kg. Consequently, with the deacidification of fallow lands from the introduction of alkaline organic fertilizers, a significant increase in the available forms of copper and zinc was not noted, which requires additional introduction of microelements to eliminate their deficiency.

At the same time, the systematic application of high doses of organic fertilizers significantly improved the provision of low-yielding lands with boron and manganese, the content of which in the arable layer approached the optimal value and at the end of observations amounted to 0.50 and 44.8 mg/kg, respectively, with an optimal level of 0.52 and 50.5 mg/kg.

залежные землиорганические удобрениямикроэлементымедьцинкбормарганецfallow landorganic fertilizerstrace elementscopperzincboronmanganeseReferencesКирейчева Л.В. Состояние пахотных земель Нечерноземной зоны Российской Федерации и основные направления повышения плодородия почв / Л.В. Кирейчева, В.А. Шевченко // Международный сельскохозяйственный журнал. – 2020. – № 2. – С. 12–16.Kireycheva L.V., Kireycheva L.V., Shevchenko V.A. Sostoyanie pakhotnykh zemel’ Nechernozemnoy zony Rossiyskoy Federatsii i osnovnye napravleniya povysheniya plodorodiya pochv [State of arable land in the Non-Black Soil Zone of the Russian Federation and main directions for improving soil fertility]. Mezhdunarodniy sel’skokhozyaystvenniy zhurnal. 2020; 2: 12–16. DOI: 10.24411/2587–6740–2020–12021 (In Rus.)Агрохимия: Учебник / В.Г. Минеев, В.Г. Сычев, Г.П. Гамзиков и др. – М.: Издательство Всероссийского научно-исследовательского института агрохимии им. Д.Н. Прянишникова, 2017. – 854 с.Mineev V.G., Sychev V.G., Gamzikov G.P. et al. Agrokhimiya: Uchebnik [Agrochemistry: Textbook]. M: Izdatel’stvo Vserossyjskogo nauchno-issledovatel’skogo instituta agrohimii im. D.N. Pryanishnikova. 2017: 854. ISBN978–5–9238–0236–8 (In Rus.)Кидин В.В. Особенности питания и удобрения сельскохозяйственных культур: Учебное пособие для студентов, обучающихся по направлениям агрономического образования / В.В. Кидин, В.В. Кидин. – М.: Изд-во РГАУ-МСХА, 2009. – 412 с.Kidin V.V. Osobennosti pitaniya i udobreniya sel’skokhozyaystvennykh kul’tur: uchebnoe posobie dlya studentov, obuchayushchikhsya po napravleniyam agronomicheskogo obrazovaniya [Features of crop nutrition and fertilisation: textbook for students in agronomy education]. M-vo sel’skogo khoz-va Rossiyskoy Federatsii, Rossiyskiy gos. agrarnyy un-t – MSKHA im. K.A. Timiryazeva. M.: Izd-vo RGAU-MSKHA im. K.A. Timiryazeva. 2009: 412. ISBN978–5–9675–0300–9. (In Rus.)Матюк Н.С. Оптимальные параметры пахотного слоя почвы и способы их поддержания в современном земледелии / Н.С. Матюк, Ф.А. Цвирко, В.А. Шевченко // Плодородие. – 2005. – № 1 (22). – С. 33–35.Matyuk N.S., Tsvirko F.A., Shevchenko V.A. Optimal’nye parametry pakhotnogo sloya pochvy i sposoby ikh podderzhaniya v sovremennom zemledelii [Optimal parameters of topsoil and how to maintain them in modern agriculture]. Plodorodie. 2005; 1(22): 33–35. (In Rus.)Эффективные приемы окультуривания залежных земель в Нечерноземной зоне России: Научно-практические рекомендации на примере ОАО «Агрофирма «Дмитрова Гора»» / С.А. Новиков, В.А. Шевченко, А.М. Соловьев и др. – М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2014. – 44 с.Novikov S.A., Shevchenko V.A., Solov’ev A.M. et al. Effektivnye priemy okul’turivaniya zalezhnykh zemel’ v Nechernozemnyj zone Rossii (Nauchno-prakticheskie rekomendatsii na primere OAO “Agrofirma “Dmitrova Gora”): Rekomendacii prednaznacheny dlya spetsialistov sel’skokhozyaystvennykh predpriyatiy vsekh form sobstvennosti, zanimayushchikhsya proizvodstvom produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva, a takzhe prepodavateley, nauchnykh sotrudnikov, aspirantov i studentov vysshikh uchebnykh zavedeniy APK Rossii [Effective methods of fallow land cultivation in the Non-Chernozem zone of Russia (Scientific and Practical Recommendations on the example of OJSC “Agrofirma “Dmitrova Gora”): Recommendations are intended for specialists of agricultural enterprises of all forms of ownership engaged in crop and livestock production, as well as teachers, researchers, postgraduates and students of higher educational institutions of agroindustrial sector of Russia]. M.: FGBNU “Rosinformagrotekh”. 2014: 44 s. ISBN978–5–7367–1020–1. (In Rus.)Матюк Н.С. Баланс азота, фосфора и калия в зернопропашном севообороте / Н.С. Матюк, В.А. Шевченко // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. – 2003. – № 6. – С. 19–22.Matyuk N.S., Shevchenko V.A. Balans azota, fosfora i kaliya v zernopropashnom sevooborote [Nitrogen, phosphorus and potassium balance in a cereal crop rotation]. Doklady Rossiyskoy akademii sel’skokhozyaystvennykh nauk. 2003; 6: 19–22. (In Rus.)Экологические проблемы при вовлечении в оборот ранее мелиорированных земель Нечерноземной зоны и пути их решения: Монография / В.А. Шевченко, А.М. Соловьев, Г.И. Бондарева, Н.П. Попова. – М.: Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова, 2021. – 135 с.Shevchenko V.A., Solov’ev A.M., Bondareva G.I., Popova N.P. Ekologicheskie problemy pri vovlechenii v oborot ranee meliorirovannykh zemel’ Nechernozemnoy zony i puti ikh resheniya: Monografiya [Environmental problems in involving previously reclaimed land in the Non-Chernozem zone and ways to solve them: Monograph]. M.: Vserossiyskiy nauchno-issledovatel’skiy institut gidrotekhniki i melioratsii im. A.N. Kostyakova. 2021: 135. ISBN978–5–6042437–7–0. DOI: 10.37738/VNIIGIM.2021.88.70.001 (In Rus.)Рекомендации по развитию агропромышленного комплекса и сельских территорий Нечерноземной зоны Российской Федерации до 2030 года: Версия 2.0 / А.Л. Иванов, А.В. Петриков, В.И. Кирюшин и др. – М.: Почвенный институт имени В.В. Докучаева, 2021. – 400 с.Ivanov A.L., Petrikov A.V., Kiryushin V.I. et al. Rekomendatsii po razvitiyu agropromyshlennogo kompleksa i sel’skikh territoriy Nechernozemnoy zony Rossiyskoy Federatsii do 2030 goda: Versiya 2.0 [Recommendations on the development of the agro- industrial complex and rural areas in the Non-Black Soil Zone of the Russian Federation until 2030: Version 2.0]. M.: Pochvenniy institut imeni V.V. Dokuchaeva. 2021: 400. ISBN978–5–6045694–2–9. DOI: 10.52479/978–5–6045694–2–9 (In Rus.)Кирейчева Л.В. Оценка эффективности использования сельскохозяйственных угодий в агропроизводстве / Л.В. Кирейчева, В.А. Шевченко, И.Ф. Юрченко // Аграрная наука. – 2021. – № 9. – С. 135–139.Kireycheva L.V., Shevchenko V.A., Yurchenko I.F. Otsenka effektivnosti ispol’zovaniya sel’skokhozyaystvennykh ugodiy v agroproizvodstve [Assessing the efficiency of agricultural land use in agricultural production]. Agrarnaya nauka. 2021; 9: 135–139. DOI: 10.32634/0869–8155–2021–352–9–135–13 (In Rus.)Попова Н.П.Содержание меди и марганца в почвах Северо-Западного региона Нечерноземной зоны при применении отходов свиноводческих комплексов / Н.П. Попова, В.А. Шевченко, А.М. Соловьев // Плодородие. – 2021. – № 6 (123). – С. 72–75.Popova N.P., Shevchenko V.A., Solov’ev A.M. Soderzhanie medi i margantsa v pochvakh Severo-Zapadnogo regiona Nechernozemnoy zony pri primenenii otkhodov svinovodcheskikh kompleksov [Copper and manganese content in soils of the North-West region of the Non-Chernozem zone when applying waste from pig farms]. Plodorodie. 2021; 6(123): 72–75. DOI: 10. 25680/S19948603.2021.123.20 (In Rus.)Динамика содержания кальция и магния при вовлечении в оборот залежных земель Нечерноземья (или Нечерноземной зоны) / В.А. Шевченко, А.М. Соловьев, Г.И. Бондарева, Н.П. Попова // Промышленность и сельское хозяйство. – 2021. – № 4 (33). – С. 6–10.Shevchenko V.A., Solov’ev A.M., Bondareva G.I., Popova N.P. Dinamika soderzhaniya kal’tsiya i magniya pri vovlechenii v oborot zalezhnykh zemel’ Nechernozem’ya (ili Nechernozemnoy zony) [Dynamics of calcium and magnesium content during the conversion of fallow land in the Non-Black Soil Zone (or Non-Black Earth Zone)]. Promyshlennost’ i sel’skoe khozyaystvo. 2021; 4(33): 6–10. (In Rus.)Курс лекций по технологии растениеводства на богарных и мелиорированных землях: Учебное пособие для студентов аграрных вузов по направлению подготовки «Агроинженерия» / В.А. Шевченко, А.М. Соловьев, Г.И. Бондарева, Н.П. Попова. – М.: Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова, 2020. – 344 с.Shevchenko V.A., Solov’ev A.M., Bondareva G.I., Popova N.P. Kurs lektsiy po tekhnologii rastenievodstva na bogarnykh i meliorirovannykh zemlyakh: Uchebnoe posobie dlya studentov agrarnykh vuzov po napravleniyu podgotovki “Agroinzheneriya” [Course of lectures on technology of crop production on rainfed and reclaimed land: Textbook for students of agrarian universities in the field of “Agroengineering”]. M.: Vserossiyskiy nauchno-issledovatel’skiy institut gidrotekhniki i melioratsii imeni A.N. Kostyakova. 2020: 344. ISBN978–5–6042438–6–2 (In Rus.)Основы опытного дела в растениеводстве: Учебное пособие длястудентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки «Агрономия» / В.Е. Ещенко, М.Ф. Трифонова, П.Г. Копытко и др. – М.: Издательство КолосС, 2009. – 268 с. – (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений).Eshchenko V.E., Trifonova M.F., Kopytko P.G. et al. Osnovy opytnogo dela v rastenievodstve: uchebnoe posobie dlya studentov vysshikh uchebnykh zavedeniy, obuchayushchikhsya po napravleniyu podgotovki “Agronomiya” [Fundamentals of Experimental Crop Production: Textbook for students of higher education in the field of “Agronomy”]. M.: Izdatel’stvo KolosS. 2009: 268. ISBN978–5–9532–0711–9. (In Rus.)Wijesekara H. et al. Trace element dynamics of biosolids-derived microbeads // Chemosphere. – 2018. – Т. 199. – С. 331–339.Wijesekara H. et al. Trace element dynamics of biosolids-derived microbeads. Chemosphere. 2018; 199: 331–339.Shevchenko V.A. Geosystem approach to using surface and groundwater in agricultural water supply / V.A. Shevchenko, S.D. Isaeva, E.B. Dedova // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: 2021 International Symposium «Earth Sciences: History, Contemporary Issues and Prospects, ESHCIP 2021». – Moscow, 2021. – IOP Publishing Ltd: IOP Publishing Ltd, 2021. – P. 012071.Shevchenko V.A., Isaeva S.D., Dedova E.B. Geosystem approach to using surface and groundwater in agricultural water supply. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. IOP Publishing Ltd. 2021: 012071. DOI: 10.1088/1755–1315/867/1/012071Influence of fertilizer system on the dynamics of nitrogen content and balance on newly developed lands / V.A. Shevchenko, A.M. Soloviev, G.I. Bondareva, N.P. Popova // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Krasnoyarsk, 18–20 ноября 2020 г. – Krasnoyarsk, Russian Federation: IOP Publishing Ltd, 2021. – P. 42090.Shevchenko V.A., Solov’iev A.M., Bondareva G.I., Popova N.P. Influence of fertilizer system on the dynamics of nitrogen content and balance on newly developed lands. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. IOP Publishing Ltd. 2021: 42090. DOI: 10.1088/1755–1315/677/4/042090Hossain M.Z. et al. Biochar and its importance on nutrient dynamics in soil and plant // Biochar. – 2020. – Т. 2., № 4. – С. 379–420.Hossain M.Z. et al. Biochar and its importance on nutrient dynamics in soil and plant. Biochar. 2020; 2; 4: 379–420.Cao W. et al. The chemical and dynamic distribution characteristics of iron, cobalt and nickel in three different anaerobic digestates: effect of pH and trace elements dosage // Bioresource technology. – 2018. – Т. 269. – С. 363–374.Cao W. et al. The chemical and dynamic distribution characteristics of iron, cobalt and nickel in three different anaerobic digestates: effect of pH and trace elements dosage. Bioresource technology. 2018; 269: 363–374.Dhaliwal S.S. et al. Dynamics and transformations of micronutrients in agricultural soils as influenced by organic matter build-up: A review // Environmental and Sustainability Indicators. – 2019. – Т. 1. – С. 100007.Dhaliwal S.S. et al. Dynamics and transformations of micronutrients in agricultural soils as influenced by organic matter build-up: A review. Environmental and Sustainability Indicators. 2019; 1: 100007.Gasparatos D. Fe-Mn concretions and nodules formation in redoximorphic soils and their role on soil phosphorus dynamics: Current knowledge and gaps / D. Gasparatos, I. Massas, A. Godelitsas // Catena. – 2019. – Т. 182. – С. 104106.Gasparatos D., Massas I., Godelitsas A. Fe-Mn concretions and nodules formation in redoximorphic soils and their role on soil phosphorus dynamics: Current knowledge and gaps. Catena. 2019; 182: 104106.El-Naggar A. et al. Release dynamics of As, Co, and Mo in a biochar treated soil under pre-definite redox conditions // Science of the Total Environment. – 2019. – Т. 657. – С. 686–695.El-Naggar A. et al. Release dynamics of As, Co, and Mo in a biochar treated soil under pre-definite redox conditions. Science of the Total Environment. 2019; 657: 686–695.El-Naggar A. et al. Biochar affects the dissolved and colloidal concentrations of Cd, Cu, Ni and Zn and their phytoavailability and potential mobility in a mining soil under dynamic redox-conditions // Science of the total environment. – 2018. – Т. 624. – С. 1059–1071.El-Naggar A. et al. Biochar affects the dissolved and colloidal concentrations of Cd, Cu, Ni, and Zn and their phytoavailability and potential mobility in a mining soil under dynamic redox-conditions. Science of the total environment. 2018; 624: 1059–1071.Gupta N. et al. Trace elements in soil-vegetables interface: translocation, bioaccumulation, toxicity and amelioration-a review // Science of the Total Environment. – 2019. – Т. 651. – С. 2927–2942.Gupta N. et al. Trace elements in soil-vegetables interface: translocation, bioaccumulation, toxicity and amelioration-a review. Science of the Total Environment. 2019; 651: 2927–2942.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.