Введение. Известкование кислых почв является основным мероприятием по улучшению и сохранению почвенного плодородия. Кальций, внесенный с известью, улучшает структуру, воздушный и водный режимы почвы, снижает ее кислотность. На известкованных почвах фосфор удобрений меньше переходит в фосфаты железа и алюминия, а больше сохраняется в формах, связанных с кальцием, что повышает эффективность удобрений [1; 2]. Известкование улучшает калийное питание растений –– чем ниже кислотность почвы, тем выше эффективность калийных удобрений, а калий труднорастворимых минеральных соединений почвы интенсивнее переходит в усвояемые соединения и поглощается растениями [3; 4].В настоящее время определены способы применения извести на различных типах почв в системе севооборотов, но лимитирована пока информация по длительности последействия доз извести на почвах, используемых под сенокосы, где действие извести проявляется более многогранно, чем на пашне [5; 6; 7].При создании сеяных травостоев негативное влияние извести проявляется уже в первый год жизни, так как различные виды трав существенно различаются по требованию к кислотности почвы. Снижение кислотности почвы до рН 4,8–5,0 и выше способствует сохранению наиболее продуктивных бобовых и злаковых видов [8; 9]. Поскольку прием известкования является высокотехнологичным, затратным и проводится обычно при создании сенокоса, рассчитанного на многолетнее пользование, поэтому вопросы длительности последействия доз извести на агрохимические свойства почвы, изменение видового состава агрофитоценоза, его качества и урожайность являются весьма актуальными. Для ответа на эти и другие вопросы во ВНИИ кормов (ФНЦ «ВИК им. В.Р. Виль- ямса») проведены долголетние исследования.Методика проведения исследований. Опыт заложен в 1935 г. и состоит из трех блоков. В каждом блоке внесена известь в форме углекислого кальция в дозах от 6 до 72 т/га.В первом блоке (I) агротехнические мероприятия не предусмотрены, он некосимый, то есть заповедный. Во втором блоке (II) проводятся мероприятия только по использованию травостоев. В третьем блоке (III) по всем вариантам доз извести ежегодно вносятся минеральные удобрения из расчета N120P60K90. Во втором и третьем блоках проводится двуукосное использование травостоя.Почва участка дерново-подзолистая среднесуглинистая, в которой перед закладкой опыта содержалось: гумуса 1,5%, азота 0,1%, P2O5 50 мг/кг, K2O 60 мг/кг, рН = 4,1.Агрофитоценоз был создан посевом шестикомпонентной травосмеси, состоящей из тимофеевки луговой (Phleum pratense L.), овсяницы луговой (Festuca pratensis L.), райграса многолетнего (Lolium perenne L.), лисохвоста лугового (Alopecurus pratensis L.), мятлика лугового (Poa pratensis L.), полевицы тонкой (Agrostis tenuifolia M.В.).Определение микроэлементов в почве и растениях проводилось на атомно-абсорбционном спектрофотометре novAA 300 с дейтериевым корректором фона, с использованием горючей смеси воздух–ацетилен. Подвижные кислоторастворимые формы тяжелых металлов определяли в вытяжке 1 н. HCl при соотношении почвы к раствору 1 : 10 и взбалтывании на ротаторе в течение одного часа. В почве и растениях анализы проводили общепринятыми методами, в почве: подвижный фосфор и калий –– по Кирсанову в модификации ЦИНАО по ГОСТ Р 54630-2011, гумус и углерод в перегное –– по Тюрину, гидролитическая кислотность –– по Каппену, сумма обменных оснований –– по Каппену–Гильковицу, азот общий –– по ГОСТ 26107-84, рН –– колометрически; в растениях: клетчатка, жир –– по ГОСТ 31675-2012, фосфор –– по ГОСТ 26657-85, калий –– пламеннофотометрически по ГОСТ 305504-85, азот и сырой протеин –– по ГОСТ 13496.4-93.Результаты и их обсуждение. Действие извести на химические свойства почвы через 75 лет (в 2010 г.) показали, что на протяжении этого времени в почве сохранялись различные уровни кислотности, от рН = 4,0 до рН = 5,5, и наблюдалась тенденция к увеличению урожайности травостоев.Последующими наблюдениями отмечено, что дозы извести от 6 до 24 т/га утратили способность поддерживать оптимальный режим кислотности почвы во II и III блоках опыта (табл. 1). Однако в I, заповедном блоке, известь в дозе 24 т/га продолжала действовать. На это указывают данные по степени насыщенности почвы основаниями (V = 85%) и среднее значение актуальной кислотности (рН = 4,9). Совокупность этих данных позволяет сделать вывод о незначительной степени кислотности почвы (15%) и отсутствии потребности в ее известковании. 1. Влияние извести и минеральных удобрений на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы (горизонт 0–20 см) ВариантопытаГумус, %рНKClN общий, %Hг,мг·экв/100 гпочвыS,мг·экв/100 гпочвыV, %C, %C : NПодвижные, мг/кгP2O5K2OCuZnНекосимый + известь (I блок)Без извести2,204,20,113,6911,575,01,5213,871,479,3——Известь, 6 т/га2,244,30,123,479,272,41,4311,349,694,5——Известь, 12 т/га2,304,50,173,4011,076,31,659,740,395,0——Известь, 24 т/га2,484,90,202,5012,983,71,608,033,980,5——Известь, 36 т/га2,565,10,222,4713,284,21,346,159,479,5——Известь, 72 т/га2,705,20,232,0716,689,01,144,964,380,8——Без удобрений + известь (II блок)Без извести2,354,20,104,628,471,71,3613,623,245,54,910,3Известь, 6 т/га2,304,30,114,0910,470,01,2311,121,455,84,811,5Известь, 12 т/га2,104,40,103,379,8070,01,0910,917,747,54,510,6Известь, 24 т/га2,104,40,113,4010,074,01,0510,521,544,34,49,6Известь, 36 т/га2,074,70,113,1510,575,00,999,020,736,84,48,0Известь, 72 т/га2,045,50,121,6419,192,00,917,529,929,84,47,2N120P60K90 + известь (III блок)Без извести2,263,90,115,104,6446,01,3412,1211,340,73,26,7Известь, 6 т/га2,253,90,115,005,6052,81,2111,0209,045,03,69,2Известь, 12 т/га2,224,40,123,679,1071,21,1210,2202,445,04,09,5Известь, 24 т/га2,204,40,123,6410,974,91,2010,0270,048,24,39,6Известь, 36 т/га2,004,70,122,1511,075,01,2410,3270,048,74,310,0Известь, 72 т/га2,005,00,122,0514,587,61,2110,6278,449,34,511,0 Можно предположить, что более продолжительное действие извести при заповедном содержании травостоя связано с отсутствием отчуждения травостоя и возвратом кальция в почву.Более высокие дозы извести (36–72 т/га) спустя 85 лет продолжают поддерживать во всех блоках сенокоса кислотный режим почвы на необходимом уровне для роста растений. При совместном применении извести и минеральных удобрений подкисляющее действие удобрений наиболее четко проявлялось только при дозе извести до 6 т/га (рН = 3,6; V = 52,8%). Такие почвы требуют обязательного известкования.Одним из важнейших показателей плодородия почвы служит содержание гумуса. Его количество по вариантам опыта составило 2,0–2,7% и превысило исходные данные на 50–80% (0,66–1,2%). Однако, несмотря на его существенное увеличение, запас гумуса в почве квалифицируется как низкий.Влияние извести на гумусовое состояние дерново-подзолистых почв –– это сложное многоплановое действие. Из научных публикаций [10] следует, что внесение извести не влияет на общее содержание гумуса в почве, но способствует перераспределению и увеличению фракций гуминовых кислот, связанных с кальцием и являющихся наиболее ценными в агрономическом отношении. Изменения в составе гумуса, достигнутые в результате известкования, довольно устойчивы и обнаруживались спустя 60 лет и более.В опыте действие извести проявлялось неоднозначно. В заповедном блоке наблюдалась тенденция к увеличению содержания гумуса с ростом дозы извести –– с 2,24 до 2,70%. Аналогичные изменения происходили с азотом и углеродом, а уменьшение соотношения между ними с 13,8 до 4,9 указывало на повышение качества гумуса, то есть возрастает доля фракции гуминовых кислот, связанных с кальцием. Во II и III блоках опыта, где проводится ежегодное отчуждение травостоев, действие извести в дозе до 24 т/га проявилось слабо, отмечалось незначительное снижение содержания гумуса (на 0,26–0,31%) при возрастании дозы до 72 т/га. При этом содержание общего азота оставалось неизменным, а запасы углерода снизились на 0,13–0,38%. Соотношение между C : N по мере роста дозы извести снижалось с 13,6 до 7,5 и с 12,1 до 10,0.Минеральные удобрения по фону извести в опыте не оказали влияния на содержание гумуса.В сельскохозяйственной практике сенокосы по схеме заповедного блока не используются, однако в научном плане из полученных результатов можно сделать вывод, что известь, кроме улучшения качественного состава гумуса, может способствовать и увеличению его количества при достаточном объеме органического вещества, поступающего в почву. На это указывают результаты исследований во II и III блоках, где количество корнепожнивных остатков после двуукосного отчуждения травостоев, было, вероятно, недостаточным для процесса накопления гумуса в почве, и способствовало только поддержанию его на достигнутом уровне (2,0–2,10%). Содержание гумуса по профилю слоя 0–20 см распределялось неравномерно. За время проведения опыта на поверхности почвы сенокоса сформировался плотный слой дернины, который, согласно исследованиям других авторов, может оказать влияние на распределение гумуса и минеральных элементов [12; 13]. Проведенный послойный анализ почвы в опыте показал, что в слое 0–10 см содержание гумуса превышало нижележащий горизонт 10–20 см на 0,8–1,2% (табл. 2). 2. Влияние длительного применения минеральных удобрений на фоне последействия извести на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы опытного участка (горизонты 0–10, 0–20 см) ВариантопытаГоризонт, смрНKClГумус, %Азотобщий, %P2O5K2Oмг/кгБез извести0–104,42,90,1220,759,910–204,21,60,1019,731,1Известь, 6 т/га0–104,42,50,1224,670,710–204,22,20,1018,241,0Известь, 12 т/га0–104,42,50,1119,759,010–204,51,90,1015,736,1Известь, 24 т/га0–104,52,50,1221,756,010–204,61,70,1021,232,6Известь, 36 т/га0–104,72,40,1221,242,610–204,61,70,1019,731,1Известь, 72 т/га0–105,22,20,1330,034,510–205,71,80,1128,023,2Без извести + N120P60K900–103,92,90,12338,558,310–204,01,50,1184,123,1Известь, 6 т/га + N120P60K900–103,92,60,11319,856,810–203,91,90,1199,023,3Известь, 12 т/га + N120P60K900–104,22,40,14302,156,010–204,71,60,10102,833,8Известь, 24 т/га + N120P60K900–104,12,50,12370,061,510–204,51,90,12177,135,0Известь, 36 т/га + N120P60K900–104,52,50,13342,462,610–204,81,90,11178,634,9Известь, 72 т/га + N120P60K900–104,92,30,11347,351,210–205,61,70,10209,633,2 Изучалось влияние извести и на другие агрохимические показатели в почве. За время проведения опыта мониторинг действия различных доз извести на агрохимические свойства почвы в расширенном объеме не проводился, поэтому полученные результаты можно считать исходными данными для дальнейших наблюдений.Содержание подвижных форм фосфора и калия в почве зависело от условий проведения опыта. В заповедном некосимом блоке содержание Р и K находилось на среднем уровне обеспеченности: фосфор –– 30–60 мг/кг, калий –– 50–95 мг/кг. Под действием извести наблюдалась тенденция к увеличению содержания фосфора, но даже при дозе 72 т/га его уровень не достигал значения контрольного варианта, а концентрация калия оставалась без изменения и не зависела от доз извести. Во II блоке, где на фоне извести проводится ежегодное двуукосное отчуждение травостоя, содержание подвижных форм фосфора и калия характеризовалось как очень низкое и составило: фосфор –– 17–25 мг/кг, калий –– 28–55 мг/кг. В этих условиях действие извести на подвижность фосфора в почве не проявилось, а содержание калия уменьшалось с увеличением доз извести до очень низкого уровня –– 28–36 мг/кг. Сравнивая содержание подвижных форм фосфора и калия с их значением в заповедном блоке, можно заметить их превышение в 2,5–3 раза, что, вероятно, связано с постоянной подпиткой фосфором и калием в результате минерализации некосимой биомассы сенокоса. Длительное применение минеральных удобрений в дозе N120P60K90 по фону извести резко обогатило почву подвижным фосфором. Его содержание в контрольном варианте составило 211 мг/кг и возрастало до 278 мг/кг с повышением дозы извести. Послойный анализ почвы показал, что фосфор удобрений на 20–40% больше аккумулируется органическим веществом почвы в горизонте 0–10 см, достигая 340–370 мг/кг, против 84–200 мг/кг в слое 10–20 см.Высокое содержание подвижного фосфора в дерново-подзолистой почве в опыте наблюдали и другие исследователи [13]. Причиной этому может быть особенность взаимодействия фосфора удобрений с почвой при кислотности в диапазоне рН = 4,0–5,5. Это проявляется в том, что после внесения фосфорных удобрений в течение двух–трех дней фосфор переходит в труднодоступные для растений соединения –– фосфаты полуторных окислов железа и алюминия, которые, кроме этого, очень слабо мигрируют как по поверхности (1–2 см), так и по профилю почвы (7–12 см) [14]. В связи с такими ограничениями растения за сезон используют менее 20% внесенной дозы фосфора из удобрений. Не использованный фосфор удобрений из года в год накапливается в почве, создавая запасы, которые почти не оказывают влияние на уровень снабжения растений фосфором, так как они малодоступны.В опытах с многолетними травами некоторые исследователи наблюдали, что запасы фосфора в почве начинали возрастать на 10-й год постоянного использования фосфорных удобрений [14].Ежегодное внесение калийных удобрений в опыте не отразилось на увеличении запасов калия в почве. Уровень подвижности калия был сравним с содержанием его запасов в почве в блоке без применения минеральных удобрений и составил: в горизонте 0–10 см –– 50–60 мг/кг, в горизонте 10–20 см –– 25–35 мг/кг. Действие извести на подвижность калия практически отсутствовало.Эффективным способом мобилизации растениями запасов фосфора и калия из почвы и минеральных удобрений является известкование сенокосов и пастбищ [16; 17; 18].В опытах сотрудников ВНИИ кормов известкование совместно с фосфорно-калийными удобрениями проявилось в более полном потреблении травостоем этих элементов, коэффициент использования фосфора повысился до 42%, а калия — до 80%, что положительно отразилось на урожайности травостоев [11]. В опыте ежегодно проводится мониторинг последействия извести на урожайность травостоя. Как показали результаты наблюдений за период с 2010 по 2021 гг., в вариантах без удобрений по фону последействия извести (72 т/га) прибавка урожая уменьшилась с 16,5 до 13,4 ц/га сухого вещества. Наблюдалось снижение эффективности последействия высоких доз извести и в вариантах с применением минеральных удобрений: с 17,0 до 13,5 ц/га сухого вещества (табл. 3). 3. Изменение урожайности травостоев на сенокосе на фоне последействия извести  Вариантопыта1994–2010 гг., среднее2017–2021 гг., среднееУрожайность, ц/гаПрибавкаУрожайность, ц/гаПрибавкафакт., ц/гав %факт., ц/гав %Без извести25,2——31,0——Известь, 72 т/га41,716,565,444,413,443,2Без извести + N120P60K9063,3——66,4——Известь, 72 т/га + N120P60K9080,317,026,879,913,520,3 Содержание питательных элементов в травостое определялось запасами подвижных форм в почве, применением минеральных удобрений и видовым составом травостоя.Известно, что естественных источников пополнения фосфора в почве в природе не существует, и растения могут его потреблять, в основном, из минеральных и органических удобрений. В опыте, в вариантах без удобрений на фоне последействия извести определено как в почве (17–29 мг/кг), так и в травостое очень низкое содержание фосфора (0,19–0,24%), при этом действие доз извести на потребление фосфора растениями сенокоса полностью отсутствовало. В отличие от фосфора, растения в тех же условиях могли накапливать оптимальные количества калия и кальция. Если поступление калия в растения не регулировалось дозами извести, то содержание кальция в травостое увеличивалось при высоких дозах извести. Известь продолжала оказывать существенное влияние и на питание растений азотом, увеличивая его содержание в травостоях с 0,96 до 1,96%. Исследованиями ряда авторов отмечено, что потребление азота растениями возрастает под действием извести вместе со снижением кислотности почвы, достигая наибольшего эффекта при рН = 5,5 [12; 13]. В нашем опыте максимальным дозам извести соответствовало рН = 5,0–5,2. Растения сенокоса хорошо обеспечены по зоотехническим нормам медью и цинком. Содержание меди под действием доз извести изменялось в сторону увеличения от 5,9 до 6,2 мг/кг, а цинка — в сторону уменьшения с 38,0 до 36,0 мг/кг, что коррелирует с содержанием подвижных форм цинка в почве –– с 10,7 до 7,2 мг/кг.Систематическое применение минеральных удобрений при возрастающих дозах извести положительно отразилось на использовании растениями сенокосов минеральных элементов: потребление азо- та не увеличилось, но значительно боль-ше использовалось фосфора (на 25–30%), калия (на 50–60%), кальция (на 55–60%), микроэлементов: меди (с 5,9 до 6,7 мг/кг) и цинка (с 32,6 до 36,2 мг/кг) (табл. 4). 4. Влияние длительного применения минеральных удобрений на фоне последействия извести на химический состав растений сенокоса. Среднее, 2019–2022 гг. ВариантопытаВ % на сухое веществоВ сухом веществе, мг/кгазотфосфоркалийкальциймедьцинкБез удобренийБез извести0,950,251,100,725,938,3Известь, 6 т/га0,890,201,120,695,937,0Известь, 12 т/га1,700,191,000,736,036,8Известь, 24 т/га1,770,200,960,926,035,3Известь, 36 т/га1,960,210,970,966,235,5Известь, 72 т/га1,960,241,091,076,235,6N120P60K90Без извести1,320,382,071,465,932,6Известь, 6 т/га1,200,361,851,326,032,6Известь, 12 т/га1,770,351,761,505,933,0Известь, 24 т/га1,780,351,651,636,333,3Известь, 36 т/га1,960,51,531,636,535,0Известь, 72 т/га1,920,341,531,786,736,2 Более высокое содержание фосфора и калия наблюдалось в вариантах без извести. Причиной этому, вероятно, являются изменения видового состава, внедрение более богатых этими элементами низовых злаков и разнотравья. Для проверки предположения проведен химический анализ некоторых видов растений, произрастающих в составе травостоя сенокоса (табл. 5). 5. Содержание минеральных элементов в отдельных видах трав, произраставших в составе травостоя ВариантопытаВиды травВ % на сухое веществоВ сухом веществе, мг/кгазотфосфоркалийкальциймедьцинкИзвесть, 72 т/га + N120P60K90Лисохвост луговой2,280,401,860,595,223,8Ежа сборная2,170,391,750,535,020,5Овсяница луговая2,540,412,100,755,825,5Овсяница красная2,900,502,690,898,338,6  Полученные результаты показали, что лисохвост луговой в варианте без удобрений превышает потребление питательных элементов по сравнению с другими видами злаков. Но при благоприятных условиях вегетации, на фоне минеральных удобрений, мятлик луговой уступал овсянице луговой. Однако при тех же условиях вегетации низовой злак овсяница красная содержала на 30–40% больше минеральных элементов и азота по сравнению с другими видами трав сенокоса, что, вероятно, и оказывало влияние на содержание элементов в травостое.Выводы. В долголетнем опыте на 85-й год исследований отмечается, что дозы извести от 6 до 24 т/га утратили способность поддерживать оптимальный режим кислотности почвы в вариантах с ежегодным отчуждением травостоев, но эти возможности сохранились в вариантах с некосимым травостоем при дозе извести 24 т/га.Применение извести на сенокосе способствовало сохранению содержания гумуса и увеличению его запасов в почве только при достаточном количестве органического вещества. При этом наблюдается низкое соотношение C : N. Действие минеральных удобрений по фону последействия извести на содержание гумуса не проявилось.Содержание подвижных форм фосфора и калия не зависело от доз извести и определялось, в основном, наличием органического вещества в почве и применением минеральных удобрений.За время проведение опыта накопилось большое количество не потребленного трудноусвояемого растениями фосфора (270–311 мг/кг), близкое к зафосфачиванию почвы.В опыте наблюдается снижение эффективности последействия высоких доз извести на урожайность травостоев. В период с 2010 по 2021 гг. произошло фактическое снижение действия извести на урожайность травостоев в вариантах без удобрений –– с 16,5 до 13,4 ц/га сухого вещества, в вариантах с минеральными удобрениями –– с 17,0 до 13,5 ц/га сухого вещества.