agronaukaАграрная наука Евро-Северо-ВостокаAgricultural Science Euro-North-East2072-90812500-1396FARC North-East10.30766/2072-9081.2024.25.4.645-654agronauka-1723Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ: ЗЕМЛЕДЕЛИЕ, АГРОХИМИЯ, МЕЛИОРАЦИЯОRIGINAL SCIENTIFIC ARTICLES: AGRICULTURE, AGROCHEMISTRY, LAND IMPROVEMENTПаводковые седименты как источник пополнения аллювиальных почв элементами питания растенийFlood sediments as a source of replenishment of alluvial soils with plant nutrition elementshttps://orcid.org/0000-0002-6843-9170ИльинскийА. В.IlinskiyA. V.

Ильинский Андрей Валерьевич, кандидат с.-х. наук, доцент, ведущий научный сотрудник

ул. Большая Академическая, 44 корпус 2, Москва, 127434

Andrey V. Ilinskiy, PhD in Agricultural Science, associate professor, leading researcher

44 Bolshaya Akademicheskaya str., building 2, Moscow, 127434

https://orcid.org/0000-0002-0194-8552ЕвсенкинК. Н.EvsenkinK. N.

Евсенкин Константин Николаевич, кандидат техн. наук, ведущий научный сотрудник

ул. Большая Академическая, 44 корпус 2, Москва, 127434

Konstantin N. Evsenkin, PhD in Engineering, leading researcher

44 Bolshaya Akademicheskaya str., building 2, Moscow, 127434

https://orcid.org/0000-0001-5932-1624ПавловA. А.PavlovA. A.

Павлов Артём Андреевич, кандидат биол. наук, научный сотрудник

ул. Большая Академическая, 44 корпус 2, Москва, 127434

Artyom A. Pavlov, PhD in Biological Science, researcher

44 Bolshaya Akademicheskaya str., building 2, Moscow, 127434

ФГБНУ «Федеральный научный центр гидротехники и мелиорации имени А. Н. Костякова»РоссияAll-Russian Research Center for Hydraulic Engineering and Land Reclamation named after A. N. KostyakovRussian Federation202431082024254645–654Copyright © Ильинский А.В., Евсенкин К.Н., Павлов A.А., 20242024Ильинский А.В., Евсенкин К.Н., Павлов A.А.Ilinskiy A.V., Evsenkin K.N., Pavlov A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.agronauka-sv.ru/jour/article/view/1723

Паводковая седиментация в условиях регулярного затопления поймы является ключевым фактором формирования аллювиальной почвы. Характер прохождения полых вод и их состав влияют на количественные и качественные характеристики паводковых седиментов, оказывая при этом существенное влияние на агроэкологическое состояние пойменного агроландшафта. Цель исследований – изучение роли паводковых седиментов в обогащении подстилающей аллювиальной почвы питательными элементами. Эксперимент проведен на мелиорируемых пахотных землях Рязанской области в 2023 году. Определение уровня седиментной нагрузки и отбор проб наилка осуществляли с помощью закрепленных на поверхности почвы пластиковых осадконакопительных пробоотборников, расположенных на расстоянии 200 м друг от друга (установка – 23 марта, продолжительность сбора седиментов – 42 дня до схода полых вод). Определен средний уровень седиментной нагрузки – 15,4 т/га, изучены агрохимические свойства паводковых седиментов и подстилающей почвы, проанализирована структура поступления в агроландшафт органического вещества, макро- и микроэлементов с паводковыми седиментами и их вынос с урожаем кукурузы на силос. Вместе с седиментами в почву поступило (кг/га): общего азота – 107,80, общего фосфора – 43,10, общего калия – 104,70, органического вещества – 2464,0, подвижного фосфора – 15,20, обменного калия – 17,80; микроэлементов (г/га): бора – 11,86, молибдена – 1,54, цинка – 122,74, марганца – 1215,06, меди – 200,20, кобальта – 52,05. С урожаем кукурузы на силос (36,1 т/га) вынос составил (кг/га): N – 105, P2O5 – 33, K2O – 105. Проведенные исследования свидетельствуют о несомненной агрономической ценности паводковых седиментов, которые могут частично обеспечивать потребность растений в элементах питания, что позволит корректировать систему применения удобрений.  В 2023 году масса поступивших веществ с паводковыми седиментами полностью покрыла потребность кукурузы по азоту, по подвижному фосфору потребность сократилась до 17,8 кг/га, по обменному калию – до 87,2 кг/га.

Flood sedimentation in conditions of regular floodplain flooding is a key factor in the formation of alluvial soil.  The nature of the passage of hollow waters and their composition affect the quantitative and qualitative characteristics of flood sediments, while having a significant impact on the agroecological state of the floodplain agricultural landscape. The aim of the research was to study the role of flood sediments in enriching the underlying alluvial soil with nutrients. The experiment was conducted on reclaimed arable lands of the Ryazan region in 2023. Determination of the sediment load level and sampling on the surface were carried out using plastic sedimentation samplers fixed on the soil surface, located at a distance of 200 m from each other. The installation was carried out on March 23, the duration of sediment collection was 42 days before the descent of the hollow waters. The average sediment load level of 15.4 t/ha was established, the agrochemical properties of flood sediments and underlying soil were studied, the structure of organic matter, macro– and microelements with flood sediments and their removal from the corn harvest to silage was analyzed. Together with sediments the soil received (kg/ha): total nitrogen – 107.80, total phosphorus – 43.10, total potassium – 104.70, organic matter – 2464,0, mobile phosphorus 15.20, exchangeable potassium 17.80; trace elements (g/ha): boron – 11.86, molybdenum – 1.54, zinc – 122.74, manganese – 1215.06, copper – 200.20, cobalt – 52.05. With a corn harvest for silage of 36.1 kg/ha, the takeaway was: N – 105 kg/ha, P2O5 – 33 kg/ha,  K2O – 105 kg/ha. The conducted studies indicate the undoubted agronomic value of flood sediments, they can partially meet the need for fertilizers, therefore, it is necessary to take into account the mass of the substances used to carry out appropriate adjustments to the fertilizer application system. In 2023, the mass of incoming substances with flood sediments completely covered the need for nitrogen; for mobile phosphorus the need decreased to 17.8 kg/ha, for exchangeable potassium the need decreased to 87.2 kg/ha.

агроландшафтагрохимические показателидеградация почвыплодородиепоступление элементовудобрительное воздействиеэкологическая безопасностьagrolandscapeagrochemical indicatorssoil degradationfertilityintake of elementsfertilizing effectenvironmental safetyработа выполнена при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Государственного задания ФГБНУ «Федеральный научный центр гидротехники и мелиорации имени А. Н. Костякова» (тема № FGUF-2022-0008).this work was supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation within the state assignment of the All-Russian Research Center for Hydraulic Engineering and Land Reclamation named after A. N. Kostyakov (theme No. FGUF-2022-0008).ReferencesДобровольский Г. В., Балабко П. Н., Стасюк Н. В., Быкова Е. П. Аллювиальные почвы речных пойм и дельт и их зональные отличия. Аридные экосистемы. 2011;(3(48)):5–13. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=17315485 EDN: OOXUFXDobrovol'skiy G. V., Balabko P. N., Stasyuk N. V., Bykova E. P. Alluvial soils of river floodplains and deltas and their zonal differences. Aridnye ekosistemy = Arid Ecosystems. 2011;(3(48)):5–13. (In Russ.). URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=17315485Кондерешко Э. П. Мировой опыт государственного регулирования эффективного использования мелиорированных земель в сельскохозяйственном производстве. Сборник научных трудов «Проблемы экономики». 2019;(2(29)):105–113. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=42478179 EDN: FULJHAKondereshko E. P. World experience in state regulation of efficient usage of meliorated lands in agricultural production. Sbornik nauchnykh trudov «Problemy ekonomiki». 2019;(2(29)):105–113. (In Belarus). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=42478179Докучаева Л. М., Юркова Р. Е. Химическая мелиорация на мелиорированных землях России. Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. 2021;(3(83)):73–78. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46620265 EDN: XUNNURDokuchaeva L. M., Yurkova R. E. Chemical reclamation in the reclaimed lands of Russia. Puti povysheniya effektivnosti orosha-emogo zemledeliya. 2021;(3(83)):73–78. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46620265Kałmykow-Piwińska A., Falkowska E. Morphodynamic conditions of heavy metal concentration in deposits of the Vistula River valley near Kępa Gostecka (central Poland). Open Geosciences. 2020;12(1):1036–1051. DOI: https://doi.org/10.1515/geo-2020-0058Kałmykow-Piwińska A., Falkowska E. Morphodynamic conditions of heavy metal concentration in deposits of the Vistula River valley near Kępa Gostecka (central Poland). Open Geosciences. 2020;12(1):1036–1051. DOI: https://doi.org/10.1515/geo-2020-0058Belčáková I., Offertálerová M., Vojtková J., Pauková Ž. The impact of floodplain vegetation on the erosion-sedimentation processes in fluvisols during flood events. Applied Ecology and Environmental Research. 2019;17(3):6349–6374. DOI: https://doi.org/10.15666/aeer/1703_63496374Belčáková I., Offertálerová M., Vojtková J., Pauková Ž. The impact of floodplain vegetation on the erosion-sedimentation processes in fluvisols during flood events. Applied Ecology and Environmental Research. 2019;17(3):6349–6374. DOI: https://doi.org/10.15666/aeer/1703_63496374Remor M. B., Vilas Boas M. A., Sampaio S. C., Damatto S. R., Stevaux J. C., dos Reis R. R. Sedimentation rate and accumulation of nutrients in the Upper Paraná river floodplain. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 2022;331:1019–1027. DOI: https://doi.org/10.1007/s10967-021-08153-5Remor M. B., Vilas Boas M. A., Sampaio S. C., Damatto S. R., Stevaux J. C., dos Reis R. R. Sedimentation rate and accumulation of nutrients in the Upper Paraná river floodplain. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 2022;331:1019–1027. DOI: https://doi.org/10.1007/s10967-021-08153-5Воробьев А. Ю., Кривцов В. А., Кадыров А. С. Современная динамика накопления и состав аллювия прирусловой поймы реки Оки. Ученые записки Казанского университета. Серия: Естественные науки. 2021;163(4):603–625. DOI: https://doi.org/10.26907/2542-064X.2021.4.603-625 EDN: AVHIXPVorobyev A. Yu., Krivtsov V. A., Kadyrov A. S. Current dynamics of accumulation and composition of alluvium in the near-channel floodplain of the Oka river (Russia). Uchenye zapiski Kazanskogo universiteta. Seriya: Estestvennye nauki = Proceedings of Kazan University. Natural Sciences Series. 2021;163(4):603–625. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.26907/2542-064X.2021.4.603-625Подлесных И. В., Зарудная Т. Я. Оценка влияния противоэрозионных комплексов для сокращения выноса из агроландшафтов биогенных веществ с весенним стоком. Агрохимический вестник. 2019;(4):24–28. DOI: https://doi.org/10.24411/0235-2516-2019-10053 EDN: XOXFNPPodlesnykh I. V., Zarudnaya T. Ya. Assessment of the impact of erosion control systems for the reduction of the removal of nutrients with spring runoff from agricultural lands. Agrokhimicheskiy vestnik = Agrochemical Herald. 2019;(4):24–28. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.24411/0235-2516-2019-10053Макавеев Н. И. Русло реки и эрозия в ее бассейне. М.: АН СССР, 1955. 346 с.Makaveev N. I. Riverbed and erosion in its basin. Moscow: AN SSSR, 1955. 346 p.Новосельцев В. Н., Бесфамильный И. Б., Кизяев Б. М., Райнин В. Е., Виноградова Г. Н., Грэмм Т., Добрачев Ю. П., Ильина Т. А., Коломийцев Н. В., Майсснер Р., Митрюхин А. А., Мюллер Г., Пыленок П. И., Фриммель Ф. Х., Яхья А., Яшин В. М. Техногенное загрязнение речных экосистем. М.: Научный мир, 2002. 140 с.Novosel'tsev V. N., Besfamil'nyy I. B., Kizyaev B. M., Raynin V. E., Vinogradova G. N., Gremm T., Dobrachev Yu. P., Il'ina T. A., Kolomiytsev N. V., Mayssner R., Mitryukhin A. A., Myuller G., Pylenok P. I., Frimmel' F. Kh., Yakh'ya A., Yashin V. M. Man-made pollution of river ecosystems. Moscow: Nauchnyy mir, 2002. 140 p.Пыленок П. И. Влияние седиментации на качество аллювиальной почвы в пойме реки Ока. Агрофизика. 2020;(4):7–13. DOI: https://doi.org/10.25695/AGRPH.2020.04.02 EDN: DMANWIPylenok P. I. Influence of sedimentation on alluvial soil quality in the Oka river floodplain. Agrofizika = Agrophysica. 2020;(4):7–13. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.25695/AGRPH.2020.04.02Толкачев Г. Ю., Корженевский Б. И., Коломийцев Н. В. Мониторинг загрязнения категорий донных отложений для различных водных объектов Нечерноземной зоны. Экологические системы и приборы. 2023;(2):3–13. DOI: https://doi.org/10.25791/esip.2.2023.1350 EDN: GJJSIYTolkachev G. Yu., Korzhenevskiy B. I., Kolomiytsev N. V. Monitoring of pollution of sediments for various water bodies of the Non-chernozem zone. Ekologicheskie sistemy i pribory = Ecological Systems and Devices. 2023;(2):3–13. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.25791/esip.2.2023.1350Лопатнюк А., Тиво П, Лопатнюк Л. Основные направления повышения эффективности использования мелиорированных земель в современных условиях. Аграрная экономика. 2023;(5(336)):22–33. DOI: https://doi.org/10.29235/1818-9806-2023-5-22-33 EDN: YEEDHZLopatnyuk A., Tivo P, Lopatnyuk L. The main directions for increasing the efficiency of the use of reclaimed lands in modern conditions. Agrarnaya ekonomika = Agrarian Economics. 2023;(5(336)):22–33. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.29235/1818-9806-2023-5-22-33Силаев А. Л., Чекин Г. В., Смольский Е. В. Распределение микроэлементов в почвах пойменного ландшафта р. Унеча. Агрохимический вестник. 2021;(5):12–17. DOI: https://doi.org/10.24412/1029-2551-2021-5-003 EDN: YUTDGWSilaev A. L., Chekin G. V., Smolsky E. V. Microelements distribution in soils floodplain landscape of the Unecha river. Agrokhimicheskiy vestnik = Agrochemical Herald. 2021;(5):12–17. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.24412/1029-2551-2021-5-003Ильинский А. В., Нефедов А. В., Евсенкин К. Н. Обоснование необходимости повышения плодородия мелиорированных аллювиальных почв АО "Московское". Мелиорация и водное хозяйство. 2019;(5):44–47. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41411496 EDN: HRJEARIlinskii A. V., Nefedov A. V., Evsenkin K. N. Justification of the need to increase the fertility of reclaimed alluvial soils of JSC "Moskovskoe". Melioratsiya i vodnoe khozyaystvo = Melioration and Water Management. 2019;(5):44–47. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41411496Коломийцев Н. В., Матвеев А. В. Информационное обеспечение системы управления технологиями восстановления плодородия почв и рекультивации деградированных агроландшафтов. Экологические системы и приборы. 2021;(7):3–10. DOI: https://doi.org/10.25791/esip.07.2021.1236 EDN: ZRFCJGKolomiytsev N. V., Matveev A. V. Infoware of control system for restoring soil fertility and recultivation of degraded agrolandscapes. Ekologicheskie sistemy i pribory = Ecological Systems and Devices. 2021;(7):3–10. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.25791/esip.07.2021.1236Евсенкин К. Н., Ильинский А. В., Матвеев А. В. Новые способы повышения продуктивности почв мелиорированных сельскохозяйственных земель на основе применения биокомпостов. Плодородие. 2021;(4(121)):56–59. DOI: https://doi.org/10.25680/S19948603.2021.121.17 EDN: AMTRLNEvsenkin K. N., Il'inskiy A. V., Matveev A. V. New ways to increase soil productivity in reclaimed agricultural lands based on the application of biocompost. Plodorodie. 2021;(4(121)):56–59. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.25680/S19948603.2021.121.17Ильинский А. В., Евсенкин К. Н., Павлов А. А., Голубенко М. И. Способ контроля поступления тяжелых металлов и мышьяка в составе седиментной нагрузки на пахотные мелиорированные земли пойменного агроландшафта: пат. № 2815978 Российская Федерация. № 2023119944: заяв. 28.07.2023; опубл. 25.03.2024. Бюл. № 9. 2 с. Режим доступа: https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servletIl'inskiy A. V., Evsenkin K. N., Pavlov A. A., Golubenko M. I. A method for controlling the intake of heavy metals and arsenic as part of the sedimentation load on arable reclaimed lands of the floodplain agricultural landscape: Patent RF, no. 2815978 2024. URL: https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servletГречушникова М. Г., Ломова Д. В., Ефимова Л. Е., Вишневская Г. Н. Обменные процессы на границе водадонные отложения в Истринском водохранилище в летний период. Вестник Московского университета. Серия 5: География. 2015;(2):86–92. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23865605 EDN: UCGNMVGrechushnikova M. G., Lomova D. V., Efimova L. E., Vishnevskaya G. N. Exchange processes at the contact of water and bottom sediments in the Istra reservoir during the summer period. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 5: Geografiya = Moscow University Bulletin. Series 5, Geography. 2015;(2):86–92. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23865605Тищенко П. Я., Борисенко Г. В., Барабанщиков Ю. А., Павлова Г. Ю., Рюмина А. А., Сагалаев С. Г., Семкин П. Ю., Тищенко П. П., Уланова (Заика) О. А., Швецова М. Г., Шкирникова Е. М. Оценка потоков биогенных веществ на границе раздела вода–дно в мелководных бассейнах залива Петра Великого (Японское море). Геохимия. 2022;67(9):881–895. DOI: https://doi.org/10.31857/S0016752522090084 EDN: ILJBJXTishchenko P. Ya., Borisenko G. V., Barabanshchikov Yu. A., Pavlova G. Yu., Ryumina A. A., Sagalaev S. G., Semkin P. Yu., Tishchenko P. P., Ulanova (Zaika) O. A., Shvetsova M. G., Shkirnikova E. M. Estimation of nutrient fluxes on the interface bottom water–sediments in shallow bights of the Peter the great bay, sea of Japan. Geokhimiya. 2022;67(9):881–895. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.31857/S0016752522090084Гаврилов Д. А., Мамиров Т. Б., Растигеев С. А., Пархомчук В. В. История формирования и освоение человеком поймы реки Деркул (Западный Казахстан) в середине голоценa. Поволжская Археология. 2021:(3(37)):127–141. DOI: https://doi.org/10.24852/pa2021.3.37.127.141 EDN: WIVVBXGavrilov D. A., Mamirov T. B., Rastigeev S. A., Parkhomchuk V. V. The history of formation and anthropogenic development of the Derkul river floodplain (West Kazakhstan) in the mid holocene. Povolzhskaya Arkheologiya = The Volga River Region Archaeology. 2021:(3(37)):127–141. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.24852/pa2021.3.37.127.141

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