Введение. Для агросферы Енисейской Сибири характерен ряд глобальных и региональных вызовов и проблем, влияющих на эффективность сельскохозяйственного производства. К ним относятся специфическое географическое и геоморфологическое положение Среднесибирского региона, жесткий биоклиматический потенциал и флуктуации погодных условий, островной (котловинный) характер лесостепной земледельческой части, современное состояние землепользования и плодородия почв, а также особенности агрохимической характеристики почв. В комплексе все эти факторы снижают биологическую активность почв и темпы минерализации органического вещества, что существенно ограничивает интенсивность процессов нитрификации.Активное внедрение новых технологий обработки почвы в сельскохозяйственное производство, наличие процессов эрозии почв, частые флуктуации погодных условий вегетационных периодов, влияющие на интенсивность процессов нитрификации, достаточно низкий уровень применения минеральных и органических удобрений обусловливают необходимость и важность систематического изучения и оценки обеспеченности почв нитратным азотом в зависимости от различных факторов. Эта минеральная форма азота является индикатором всех биологических процессов, которые протекают в почве.Кроме того, в настоящее время привычные представления о нитрификационной способности почв и интенсивности нитратонакопления зачастую не подтверждаются. Особенными противоречиями характеризуются научные мнения в исследованиях о влиянии основной обработки почвы и роли предшественника на накопление доступного для растений азота и, следовательно, урожайность культур [1, 2].В почвах пахотных и кормовых угодий Красноярского края кроме низкого содержания нитратного азота существует также острый дефицит подвижного фосфора и подвижной серы. Это является причиной недобора белка в продукции растениеводства, так как азот, фосфор и сера непосредственно участвуют в синтезе белковой молекулы.О том, что в Сибирском регионе азот является важнейшим элементом в питании растений, свидетельствуют многочисленные исследования о его роли в формировании продуктивности сельскохозяйственных культур [3–12].Минеральные соединения азота высоко мобильны, очень подвижны, что затрудняет прогноз обеспеченности им полевых культур. Обеспеченность растений доступными соединениями почвенного азота в течение теплого периода года постоянно меняется в зависимости от запасов азотсодержащих веществ растительного материала, способных к разложению. Важнейшее значение имеет скорость и направленность процессов минерализации органического вещества, иммобилизации азота, интенсивности процессов денитрификации, а также потребления и выноса этого элемента сельскохозяйственными культурами.Цель исследования – обобщить и оценить обеспеченность нитратным азотом пахотных почв природных округов Красноярского края в зависимости от различных факторов и условий.Материалы и методы. Результаты почвенной диагностики позволяют дать адекватную оценку условий питания растений основными элементами, в т. ч. азотом. Почвенная диагностика обеспечивает контроль условий выращивания растений по данным агрохимического обследования почвы или при проведении опытов. По данным почвенной диагностики рассчитывают основные дозы удобрений для внутрипочвенного внесения, необходимые для формирования величины и качества урожая.В статье мы обобщили результаты сплошного агрохимического обследования почв на содержание нитратного азота по трем природным округам Красноярского края: Центральная и Западная, Южно-Минусинская и Восточная группы районов, входящие в зону агрохимического обслуживания. Систематизировали многолетние результаты агрохимического обследования на содержание нитратного азота в почвах объектов исследования в зависимости от следующих факторов: погодных условий, предшественника, обработки почвы. Изучено влияние трех способов основной обработки парового поля на содержание минеральных форм азота (отвальная обработка, дискование и культивация) в полевых производственных опытах, проведенных в ООО «СХП «Дары Малиновки» Сухобузимского района, в ЗАО «Авангард» и ЗАО «Алтатское» Шарыповского района на черноземах выщелоченных. Изучение роли предшественника в накоплении нитратного азота проводилось в Шарыповском, Сухобузимском и Боготольском районах с 2011 по 2019 г. Выполнена группировка почв по обеспеченности почв нитратным азотом в зависимости от перечисленных факторов. Обобщались материалы, полученные на базе агрохимического обследования в ФГБУ ГЦАС «Красноярский», ФГБУ САС «Солянская», ФГБУ САС «Минусинская», и проводилась оценка обеспеченности почв нитратным азотом на основании утвержденных норм.Результаты исследований. Количество нитратного азота в почве непостоянно, а подвержено значительным колебаниям в зависимости от ряда факторов: гидротермического режима, генетических свойств почв, характера растительности и агротехнических приемов. Поэтому для объективной характеристики азотного режима почв необходимо регулярно проводить почвенную диагностику и на ее основе корректировать нормы азотных удобрений.Обобщение результатов многолетнего агрохимического обследования большого массива полей на содержание нитратов по различным предшественникам в почвах лесостепной зоны Красноярского края свидетельствует о большом разбросе данных по обеспеченности нитратным азотом, что объясняется рядом факторов, особенно погодными условиями лет наблюдений [13].В таблице 1 представлены очень наглядные результаты зависимости нитратонакопления от погодных условий. Для сравнения взяты оптимальный по увлажнению и температуре 2016 г. и остро засушливый 2017 г. Практически для всех природных округов края характерно угнетение нитрификации и слабое нитратонакопление в неблагоприятном 2017 г. Площадь почв пашни с повышенной и высокой обеспеченностью нитратным азотом по всем округам не превышает 10 % от обследованной. Таблица 1Обеспеченность почв природных округов Красноярского края нитратным азотом в зависимости от погодных условий Обследовано, гаСодержание N-NO3,мг/кг почвыОбследовано, гаСодержание N-NO3, мг/кг почвыменее 12более 12менее 12более 12га%га%га%га%2016 г.2017 г.Чулымо-Енисейский округ16 169,71 361,08,414 808,791,613 416,612 765,695,16 51,04,9Назаровский округ28171,1790,32,827 380,897,21248212 482,1100,0––Ачинско-Боготольский округ3 628,02 630,072,5998,027,51503,01 227,071,7275,018,3Красноярский округ6168,81 855,830,14 31369,95882,04 35674,11 52625,9Кеть-Чулымо-Енисейский округ28,511,440,017,160,011,411,4100,0––Южно-Минусинский округ4 668,03 716,080,0952,020,06 099,05 451,080,06 48,020,0Канско-Рыбинский округ26 945,05 144,019,121 801,080,940972,037 660,091,93 312,08,1Итого по Красноярскому краю85 779,115 508,518,170 270,681,980 366,073 953,192,06 412,08,0                    Во всех природных округах произошло существенное снижение содержания почвенного нитратного азота в 2017 г. по сравнению с 2016 г. Если в достаточно благоприятном по погодным условиям 2016 г. основной массив данных занимали почвы с содержанием нитратного азота более 12 мг/кг, т. е. с обеспеченностью выше средней, то в засушливом 2017 г. их доля была очень незначительной. Особенно бедными нитратным азотом являлись почвы Назаровского, Кеть-Чулымо-Енисейского и Чулымо-Енисейского округов. В целом по краю дефицит почвенного азота в 2017 г. установлен на 92 % обследованной площади.В эти же отличающиеся по погодным условиям годы сопоставили результаты оценки обеспеченности нитратным азотом по разным предшественникам (табл. 2). Закономерность очень слабого нитратонакопления в зависимости от погодных условий наглядно подтвердилась, указывая на то, что даже по паровому предшественнику в неблагоприятный по погодным условиям год обнаруживается острый дефицит нитратного азота. Чистые пары не оправдали себя как отличные предшественники. Максимальная доля обследованной площади паров содержала нитратного азота менее 12 мг/ кг почвы, что соответствует пониженной обеспеченности этим важнейшим элементом питания.Агрохимическое обследования почв на содержание нитратного азота по различным предшественникам в хозяйствах Шарыповского, Сухобузимского и Боготольского районов за период 2011–2019 гг. показало, что большие площади паров совершенно не работают на накопление нитратов. После периода парования к осени почвы характеризуются очень низкой и низкой обеспеченностью нитратным азотом. Только около 50 % паров обследованных полей оправдывают свое назначение, работая на накопление нитратного азота [14].   Таблица 2Обеспеченность почв Красноярского края нитратным азотом в зависимости от погодных условий по различным предшественникам ПредшественникГод обследованияСодержание N-NO3, мг/кг почвыменее 12более 12 га % га % Зерновые 2016 188 881,456,8143 738,343,22017 308 581,890,034 115,710,0Пар 2016 15 508,517,971 270,682,12017 73 953,192,06 412,08,0  Обеспеченность нитратным азотом по зерновому предшественнику (пшеница, ячмень, овес) за 6 лет исследования низкая и очень низкая (рис.). Не оправдал своего назначения как отличного азотного предшественника пласт многолетних трав. Он показал среднюю обеспеченность нитратным азотом, что обусловлено, по-видимому, наряду с погодными условиями, нарушением технологии разработки пласта. Основная доля полей после уборки однолетних трав как пара занятого (52,3 %) и пропашного предшественника кукурузы (50,0 %) характеризуется низким содержанием нитратной формы азота.   Влияние предшественника на обеспеченность нитратным азотом почв хозяйств  Результаты сплошного агрохимического обследования и группировка полей по предшественникам в многолетнем ряду подтверждают довольно слабую роль парового предшественника в нитратонакоплении. На долю почв паровых полей с высокой обеспеченностью нитратным азотом приходится всего около 30 % обследованной площади (табл. 3).В целом массив данных по оценке обеспеченности нитратным азотом по различным предшественникам свидетельствует о том, что максимальное количество занимают поля с очень низкой (1-й класс) и низкой обеспеченностью (2-й класс) этим элементом питания. Установлено, что по результатам агрохимического обследования наиболее активно процессы нитрификации протекают в паровых полях в условиях отвальной обработки с последующей культивацией. Этот прием является основным элементом зональной системы обработки тяжелых почв лесостепной зоны Красноярского края. Минимизация обработок с применением дискования и культивации обусловила подавление активности нитрификации и снижение обеспеченности почв нитратным азотом. Таблица 3Группировка почв пашни Красноярского края по обеспеченности нитратным азотом в зависимости от предшественника ПредшественникГодобследованияСодержание N-NO3, мг/кг почвыменее 12 мг/кгболее 12 мг/кгга%га%Зерновые и прочие2016188 881,456,8143 738,343,22017308 581,890,034 115,710,02018268147,276,283 964,423,82019268 881,073,397 771,926,72020315 014,656,4210 209,243,62021316 536,750,2313 813,149,8Пар201615 508,517,971 270,682,1201773 953,192,06 412,08,0201839 407,355,831 263,444,2201931 380,534,659 356,365,4202056 962,335,5102 052,764,52021313 813,149,8316 536,744,2  Слабая способность к нитратонакоплению отмечена в почвах полей, обработанных безотвально. После культивации 40,7 % обследуемых полей характеризуется низкой обеспеченностью нитратным азотом, после дискования 46,2 % полей отличаются очень низким его содержанием. Отвальная обработка способствует активной нитрификации. В большинстве случаев она существенно превосходит безотвальную обработку. Так, все обследованные паровые поля, где была проведена вспашка, характеризуются высоким и очень высоким содержанием нитратного азота. Установлено также значительное влияние на содержание нитратного азота сроков проведения обработок. Сравнение отвальной обработки почвы с другими способами свидетельствует, что поздние сроки всех видов обработок существенно уступают ранним.В таблице 4 приведены обобщенные материалы по влиянию способа обработки почвы парового предшественника на содержание нитратного азота.  Таблица 4Обеспеченность нитратным азотом почв хозяйств при различной обработке парового предшественника ПлощадьСпособ обработкиВспашка, дискование, культивацияВспашка, культивацияДискование, вспашкаДискованиеКласс обеспеченности N-NO323123463212345678910Сухобузимский районд. Малиновкага   60,01014,0   150,0%   5,694,4   100,0д. Карымская, д. Татарскаяга110,0100,097,0133,0119,039,0   %52,447,625,034,330,710,1    Окончание табл. 412345678910Боготольский районг. Боготолга    343,0146,0129,0738,0 %    55,523,620,9100,0 Сумма обследованных полей (всего)га110,0100,097,0193,01476,0185,0129,0738,0150,0%52,447,64,79,371,08,96,2100,0100,0Итого, га210,02080,0738,0150,0  Проведение вспашки паровых полей, особенно при совмещении с культивацией, приводит к существенному повышению обеспеченности почв нитратным азотом. Для большинства обследованных хозяйств характерна средняя степень обеспеченности почв нитратным азотов по этому варианту обработки. Установлено наличие небольших площадей с повышенной обеспеченностью нитратным азотом. В ряде случаев не проявила положительной роли обработка почвы дискатором, приводящая к дополнительному оборачиванию почвы и ее частичному иссушению.Таким образом, паровой предшественник, обработанный отвально с последующей культивацией, в большинстве случаев показывает себя с положительной стороны как оптимизатор нитрификации.  Таблица 5Результаты почвенной диагностики на содержание нитратного азота по зонам агрохимического обслуживания Красноярского края ГодОбследовано, гаСодержание N-NO3менее 12 мг/кгболее 12 мг/кгга%га%Центральная и западная, ФГБУ ГЦАС «Красноярский» 2020359 073,9148 864,041,5210 209,858,52021368 125,8 114 415,6 42,5 148 584,2 57,5 2022382 918,4162 089,242,3220 929,257,72023271 461,5142 802,552,7128 336,047,3Южная, ФГБУ ГСАС «Минусинская»2020129 403,0113654,087,815 749,012,2202196 585,0 88 469,0 91,6 8 116,0 8,4 2022114 917,082 104,071,429 147,017,52023113 412,086 799,076,526 613,023,5Восточная, ФГБУ ГСАС «Солянская»2020181 967,0129081,070,952886,129,12021165 639,0112130,067,753509,032,3 2022208 117,4107415,151,670933,334,12023137 561,0108723,079,028838,021,0Всего по Красноярскому краю2020670 443,9391 599,058,4278 844,941,62021630 349,8 315 014,6 56,4210 209,2 43,62022705 952,8351 608,349,8311 909,544,22023522 434,5338 324,564,8183 787,035,2В среднем за годы обследования655 845,2324 086,657,4244 312,741,1           В таблице 5 представлены многолетние обобщенные результаты сплошного обследования на нитратный азот по зонам агрохимического обслуживания и в целом по краю. Самый острый дефицит нитратного азота установлен в почвах Южно-Минусинской зоны, где на группу почв с повышенной и высокой обеспеченностью приходится всего 15 % обследованной площади. В Восточной группе районов ситуация несколько лучше.Однако на почвы с повышенной и высокой обеспеченностью нитратным азотом приходится 29 % от обследованной площади. Более половины площади пашни Центральной и Западной групп районов характеризуется достаточно высокой обеспеченностью нитратным азотом.Заключение. Полученные материалы по оценке обеспеченности почв нитратным азотом в многолетнем ряду заставляют задуматься над причинами и совершенствованием агротехнологических требований и мероприятий по усилению нитрификационной способности потенциально плодородных черноземных почв лесостепной зоны Красноярского края, характеризующихся в целом достаточно высокой культурой земледелия.Агрохимическое обследование почв хозяйств лесостепной зоны Красноярского края за период 2011–2019 гг. свидетельствует, что доля полей с различной группировкой по обеспеченности нитратным азотом в разные годы была неодинаковой, зависящей от погодных условий года. Засушливые условия вегетационных периодов существенно снижали активность нитратонакопления.Рациональная структура пашни, подбор и чередование предшественников, выбор способов и сроков основной обработки почв позволяет регулировать почвенные запасы минеральных форм азота. Анализ сплошного агрохимического исследования в хозяйствах Шарыповского, Сухобузимского и Боготольского районов показал, что паровые поля слабо работают на накопление нитратов. Только 50 % паров обследованных полей оправдывают свое назначение как оптимальных азотных предшественников. Обеспеченность нитратным азотом по зерновым, пропашным предшественникам, занятому пару, рапсу и даже пласту многолетних трав низкая и очень низкая более чем на половине обследованных площадей.Агротехнические приемы являются важными рычагами оптимизации азотного питания полевых культур. Совершенствование способов обработки почвы, структуры посевов, в целом создание благоприятных условий для микробиологических процессов в почве позволяют значительно повысить обеспеченность почв нитратным азотом и ограничивать дозы внесения азотных удобрений. Слабая способность к нитратонакоплению отмечена в почвах полей, обработанных безотвально. После культивации 40,7 % обследуемых полей характеризуется низкой обеспеченностью нитратным азотом, после дискования 46,2 % полей имеют очень низкое содержание азота.Установлено, что отвальная обработка способствует активной нитрификации. В большинстве случаев вспашка существенно превосходит безотвальную обработку. Так, все обследованные паровые поля, где была проведена отвальная обработка, характеризуются высоким и очень высоким содержанием нитратного азота. При сравнении вспашки с другими способами обработки почвы отмечено также значительное влияние на содержание нитратного азота сроков проведения обработок. Поздние сроки всех видов обработок существенно уступают ранним. На основании исследования сформировался следующий убывающий ряд влияния факторов на интенсивность нитратонакопления и обеспеченность почв этой формой азота: погодные условия > предшественники > способы обработки почвы.Полученные материалы помогут в регулировании азотного режима почвенных соединений как за счет агротехнических приемов, так и использования прогнозирования обеспеченности полевых культур нитратным азотом с учетом влияния предшественников при разных погодных условиях вегетационных периодов земледельческой зоны Красноярского края.