Введение к работе
Актуальность темы. Распашка почв является одним из наиболее существенных факторов деградации степных экосистем, которая впоследствии приводит к нарушению естественного хода миграции, воспроизводства элементов в почвенном профиле и снижению способности поддерживать потенциал плодородия почв.
Отчуждая с полей урожай, человек размыкает частично или полностью биологический круговорот веществ. Даже частичная потеря уровня плодородия почвы не дает возможность почве выполнять в полной мере свои экологические функции, и она начинает деградировать, т. е. ухудшать свои свойства.
Растительность - первичное звено биологического круговорота зольных веществ. Снабжая почву органическими остатками, она является одним из основных факторов почвообразования. Различные растительные сообщества отличаются показателями продуктивности и качества. Недостаточный учет экологии почвенного покрова в условиях интенсивного использования приводит к росту в нем доли малоплодородных почв, что в свою очередь негативно отражается на биологической продуктивности агроландшафтов (Медведев, 2005).
Это одна из основных причин перевода пашни в залежное состояние. По статистке около 500 тыс. га пашни в Правобережье Саратовской области находятся в постоянной или периодически возобновляемой залежи. Растительность - по сути, единственный компонент природной среды, способный противостоять разрушительному действию комплекса процессов деградации почв.
В условиях черноземной зоны процесс восстановления почвенно-растительного комплекса при переводе пашни в залежное состояние остается малоизученным, что определило важность и актуальность проводимых исследований.
Цель и задачи исследований. Изучить процесс формирования почвенно-растительной системы при переводе пашни в залежное состояние, определить основные этапы и направления развития отдельных агроэкологических процессов в почве и их взаимосвязь с восстанавливающейся растительностью.
Для реализации цели исследований были поставлены следующие задачи:
-
Определить показатели, которые наиболее полно контролируют экологическую обстановку процесса трансформации почвенно-растительной системы в постантропогенный период использования пашни.
-
Выявить закономерность формирования флористического состава залежных фитоценозов.
-
Установить степень изменения морфологических, физических и водно-физических свойств южного чернозема при прекращении механических обработок почвы.
-
Выявить связь между уровнем содержания в почве гумуса, основных элементов питания растений с количеством и качеством поступающих в почву органических остатков залежных фитоценозов.
-
Определить уровень влияния минеральных удобрений на продуктивность и качество органических остатков фитоценозов, и их связь с длительностью нахождения пашни в залежном состоянии.
-
Установить эколого-энергетическую и экономическую эффективность приемов восстановления залежной пашни.
Научная новизна. Впервые для условий южного чернозема Поволжья получены опытные данные изменения почвенно-растительной системы в условиях длительного отсутствия механических обработок пашни.
Выявлена роль длительности залежного состояния пашни в формировании флористического состава фитоценозов, уровня их продуктивности и качества, определена связь агроэкологических свойств и режимов почвы с процессом перестройки растительных сообществ, установлена роль фактора интенсификации земледелия в процессе восстановления почвенно-растительной системы.
Практическая значимость. С учетом динамического ухудшения качественного состояния черноземных почв, перевода больших площадей пашни в залежное состояние, полученная в результате проведенных исследований информация может служить научным обоснованием для определения временных рамок приемов восстановления плодородия деградированных почв и на этой основе совершенствовать процесс организации территории и повышения производства экологически чистой сельскохозяйственной продукции.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных научно-практических конференциях в г. Курске 2003 и 2005 гг., г. Омске 2005 г., г. Ставрополе, 2005 г., на Всероссийской научно-практической конференции, г. Саратов, 2004 г., научно-практической конференции преподавателей и аспирантов ФГО ВПО “СГАУ им. Н.И. Вавилова”, Саратов, 2003, 2004, 2005 гг., на международной конференции молодых ученых, г. Волгоград, 2006 г.
По результатам исследований опубликовано 8 научных работ, в том числе одна - в реферируемом журнале.
Реализация результатов исследований. Результаты проведенных исследований апробированы в КФХ «Вагнер К.К.» Самойловского района, ООО «Балашов-зерно» и ООО «Агро-Альянс» Балашовского района Саратовской области.
Степень личного участия. В основе диссертации лежат собственные исследования автора, проведенные в 2003-2006 гг., являющиеся составной частью разделов тематического плана исследований лаборатории агроландшафтов и эрозии почв ГНУ “НИИСХ Юго-Востока” на 2000-2005 гг., по проблеме 02.01.01 “Для черноземной зоны Поволжья провести ресурсную оценку основных типов агроландшафтов с целью их теоретического обоснования и разработки различных систем, приемов повышения их экологической и продуктивной устойчивости”, а также материалы базовых стационарных исследований отдела земледелия. Всем сотрудникам, принимавших активное участие, в подготовке диссертационной работы выражаю свою благодарность.
Положения, выносимые на защиту:
1. Этапы развития растительного покрова на южном черноземе в процессе длительного залежного использования почвы.
2. Степень изменчивости растительного покрова на залежах и его роль в восстановлении морфологических признаков и улучшении экологического состояния южного чернозема.
3. Продуктивность и качество растительных остатков залежных фитоценозов определяется длительностью нахождения пашни в залежном состоянии.
4. Удобрения увеличивают продуктивность и качество поступающих в почву органических остатков залежных фитоценозов, тем самым сокращают сроки восстановления деградированной пашни.
5. Уровень развития почвенно-растительной системы, даже на 55-летней залежи не достиг, а лишь приблизился к уровню целинного аналога;
6. Определена агроэкологическая и экономическая целесообразность восстановления деградированных почв через залежь.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 187 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству, включает 23 таблицы, 15 рисунков, 5 фотографий, имеет 17 приложений. В список литературы входят 279 источников отечественных и зарубежных авторов.
