Содержание к диссертации
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8
1.1. Роль различных систем удобрений в повышении 8
потенциального плодородия почв и урожайности
сельскохозяйственных культур
1Л Л. Влияние минеральных удобрений на улучшение 8
питательного режима, физических и коллоидно-химических свойств почв
1Л .2. Воздействие органических удобрений (навоз, солома, 15
зеленые удобрения) - мощный фактор повышения почвенного плодородия и продуктивности сельскохозяйственных культур
-
Многолетние травы как биологический фактор улучшения 35 агрофизических свойств почв
-
Влияние антропогенных факторов на высоко дисперсную 41 (коллоидную) часть почвы
і .3 Л Воздействие различных систем удобрений на состав, 41
свойства органических и минеральных гидрофильных
коллоидов
2. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ, СХЕМА И МЕТОДИКА 67
ИССЛЕДОВАНИЙ
-
Почвенно-климатические и погодные условия 67
-
Схема и методика проведения опыта 80
3. ПИЩЕВОЙ РЕЖИМ КАШТАНОВЫХ ПОЧВ 85
-
Динамика нитратного азота в почве при внесении 85 различных видов удобрений и возделывании сельскохозяйственных культур
-
Изменение содержания доступного фосфора в почве 92 под воздействием биологических приемов
-
Баланс элементов питания в почве при применении 98 различных систем удобрений
4. ВЛИЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ НА КОЛЛОИДНО- 109
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КАШТАНОВЫХ ПОЧВ
-
Изменение количества и качества органических коллоидов 109 под воздействием биологических факторов
-
Роль биологических приемов в изменении содержания 119 минеральных коллоидов в каштановых почвах
-
Влияние удобрений и сельскохозяйственных культур на 123 катионный состав почвенно-поглощающего комплекса
каштановых почв
4.4. Информационно-логический анализ взаимосвязи 130
гидрофильных коллоидов с некоторыми показателями
почвенного плодородия при использовании биологических приемов
5. РОЛЬ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ В УЛУЧШЕНИИ 142
АГРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КАШТАНОВЫХ ПОЧВ
-
Влияние удобрений и сельскохозяйственных культур на 142 структурное состояние каштановых почв
-
Повышение водопрочности структурных агрегатов 152 каштановых почв под воздействием биологических факторов
-
Влияние различных систем удобрений на плотность 159 каштановых почв
-
Изменение запасов продуктивной влаги в почве 164 под влиянием биологических приемов
-
УРОЖАЙНОСТЬ КУЛЬТУР СЕВООБОРОТА ПРИ 170 ИСПОЛЬЗОВАНИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ ОКУЛЬТУРИВАНИЯ
-
БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА И ЭФФЕКТИВНОСТЬ 173 ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ УДОБРЕНИЙ
В СЕВООБОРОТЕ
ВЫВОДЫ 177
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 179
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 181
ПРИЛОЖЕНИЯ 217
Введение к работе
На пороге XXI века человечество столкнулось с целым комплексом проблем, связанных с антропогенным воздействием на природные системы, приводящих к крупномасштабной деградации почвенного покрова.
Совершенствование теории и практики управления плодородием почв является в целом центральной задачей агропочвоведения. Под управлением плодородием почв понимается целенаправленное изменение его составляющих для достижения желаемого (планируемого) функционального состояния.
Основной причиной снижения плодородия почв и продуктивности агро-экосистем является нарушение баланса гумуса и питательных веществ, потеря водопрочной макро- и микроструктуры и, как следствие, переуплотнение и ухудшение водно-воздушного режима всего корнеобитаемого слоя. Особенно это наблюдается в засушливом регионе Заволжья.
Роль агрофизических свойств почв велика в условиях неустойчивого увлажнения, где дефицит влаги является лимитирующим фактором получения высоких урожаев возделываемых культур, так как именно от влагообеспе-ченности почвы зависят условия питания растений и эффективность вносимых удобрений.
Неблагоприятные свойства каштановых почв определяются их зональным признаком - солонцеватостью, обусловленной наличием катиона натрия. Последний вызывает диспергирование и пептизацию органической и минеральной части почвы, увеличение гидрофильных коллоидов и ухудшение ее агрофизических свойств, что приводит к снижению запасов влаги в почве и продуктивности сельскохозяйственных культур.
Поэтому остро встает вопрос о необходимости поиска путей наибольшего накопления и сохранения запасов влаги за счет изменения физических и коллоидно-химических свойств почв, а также принятия адекватных действий для сохранения почвенного покрова и экологического равновесия агрофито-ценозов.
В настоящее время кризис в экономике сельского хозяйства требует уделять первоочередное внимание методу «биологического земледелия», включающего в себя применение органических удобрений растительного происхождения (солома, сидераты).
Одним из реальных путей решения проблемы является активизация биологических ресурсов за счет использования органического вещества растительных формаций. Это предотвратит деградацию гумуса, улучшит водно-физические свойства почв: снизит плотность, дисперсность, увеличит водопроницаемость, влагоемкость, накопление запасов доступной влаги в почве и повысит урожайность сельскохозяйственных культур.
Использование соломы на удобрение имеет большое значение, как с экономической, так и с экологической точек зрения: во-первых, утилизируемая масса органического вещества при минерализации в почве обеспечивает ее элементами питания, полностью поглощающимися почвенным комплексом; во-вторых, солома без остатка повторно включается в круговорот минерального питания растений. Кроме того, солома, разлагаясь в почве в течение длительного времени, не загрязняет ее высокими концентрациями нитратного азота.
Ранее предполагалось, что солома будет применяться в качестве подстилки или кормовых добавок, и после этого возвращаться на поля в составе навоза или компостов. Но это требует дополнительных затрат. При этом при его хранении ряд авторов отмечает потери азота и органического вещества из навоза при его хранении более чем наполовину.
Наиболее целесообразно возвращать солому непосредственно в почву в качестве удобрения и энергетического материала для развития процессов почвообразования (Г. Кольбе, Г. Штумпе, 1972; О.Е. Авров, З.М. Мороз, 1979; В.Г. Минеев, 1984; С.С. Сдобников, 1991; СМ. Надежкин, Н.В. Коря-гина, 1997).
Другим перспективным приемом улучшения состояния почв является использование зеленых удобрений, особенно бобовых трав.
В связи с вышеизложенным возникает необходимость изучения эффективности воздействия соломы и сидератов в качестве удобрения на основные показатели плодородия почв.
В литературе встречаются единичные данные по изучению почвенных коллоидов. Остаются практически неизученными вопросы влияния различных видов удобрений и сельскохозяйственных культур на эту высокодисперсную часть почвы.
Поэтому эффективность биологических приемов нами рассматривалась с коллоидно-химических позиций, как важного показателя характеристики плодородия почв; то есть изучались изменения состава органических и минеральных коллоидов, физико-химических процессов и их влияние на агрофизические свойства почв под воздействием удобрений.
Изучение данных вопросов дает возможность предотвратить деградацию почв и прогнозировать стабилизацию равновесного состояния в агроэкоси-стемах.
Цель работы — теоретическое обоснование, разработка и совершенствование наиболее эффективных биологических приемов в повышении и регулировании почвенного плодородия и продуктивности некоторых культур зернопарового севооборота.
В связи с этим поставлены и решались следующие задачи; изучить влияние систем удобрений на питательный режим каштановых почв; выявить изменения в составе минеральных, органических коллоидов и почвенно-поглощающем комплексе (ППК) при применении удобрений и возделывании сельскохозяйственных культур; установить воздействие биологических факторов на агрофизические свойства почв (плотность, влажность, структуру почвы и ее водопрочность); выявить корреляционную зависимость между гидрофильными коллоидами и некоторыми элементами плодородия почв, позволяющую регулировать и управлять агрофизическими свойствами; провести информационно-логический анализ аппроксимации гидрофильных коллоидов и обменных оснований, позволяющий обосновать внут-
7 рипочвенные процессы, объемную оценку влияния этих параметров на воспроизводство плодородия почв и эффективность биологических приемов; дать агроэкологическую оценку биологических приемов улучшения почвенного плодородия; определить действие внесенных удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур; дать оценку биоэнергетической эффективности применения различных видов удобрений.
Основные положения, выносимые на защиту:
Влияние биологических приемов на питательный режим почв.
Количественные изменения в составе органических, минеральных коллоидов и почвенном поглощающем комплексе под воздействием различных систем удобрений и сельскохозяйственных культур.
Взаимосвязь гидрофильных коллоидов и обменных оснований и их влияние на внутрипочвенные процессы: диспергирование и коагуляцию.
Роль биологических приемов в улучшении агрофизических свойств почв и повышении урожайности сельскохозяйственных культур.
Биоэнергетическая оценка эффективности применения различных видов удобрений.
Данная работа выполнялась на кафедре агрохимии и почвоведения в Саратовском государственном аграрном университете имени Н.И. Вавилова.
Все основные виды исследований и анализы агрохимических и агрофизических свойств почв выполнены самостоятельно автором. Полевые опыты проводились на полях Краснокутскои селекционно-опытной станции, за что автор выражает глубокую признательность ее директору, доктору сельскохозяйственных наук М.Н. Панасову за предоставленную возможность проведения исследований, а также сотрудникам кафедры агрохимии и почвоведения за оказанную помощь в выполнении работы.
