Особенности свойств и пути повышения плодородия черноземов Центральной Сибири Крупкин, Петр Иванович

Введение к работе

Интенсификация сельскохозяйственного производства невозмож-а без углубленных знаний свойств основного средства производст-а - почв, с одной стороны, и целенаправленного воздействия на егативные свойства и другие факторы, лимитирующие плодородие, с ругой. В Центральной Сибири имеются различные почвы, от подзо-ов до каштановых, от болотных почв до солончаков.

Изучением этих почв в разные годы занимались почвоведы Омс-ого СХИ, Томского и Иркутского госуниверситетов, экспедиции ШСа, Красноярского пединститута, Красноярского СХИ, Института еса и древесины СО РАН, Института ВостсибНИИгипрозем и др. f35J. [ результате накоплен материал по характеристике основных почв егиона, вскрыты закономерности их размещения, осуществлена агро-роизводственная группировка и относительная оценка плодородия :очв, рекомендованы пути повыиения плодородия почв, показана их ригинальность и пр.

Одновременно агрохимики Красноярского края (СХИ, КНИИСХ, .грохимслужба, опытные станции) изучали влияние различных видов і сочетаний удобрений на урожай сельскохозяйственных культур и то качество, в основном на черноземах и серых лесных почвах, іазрабатьгаали соответствующие рекомендации сельскохозяйственно-іу производству ГЗб] .

Эти два направления в работе часто совмещались, дополняя [руг друга по отдельным вопросам. Однако, целенаправленной комп-[ексной работы по изучению плодородия почв и его оптимизации до іачала 60-х годов в Красноярском крае не проводилось.

В Центральной Сибири господствующими почвами среди распахан-1ых массивов (4 млн. га) являются черноземы [9, 43 и др-J , ко-'орые аннимают 63,3 % от площади пашни. На изучении свойств ос-гавных подтипов черноземов и поисках количественных критериев ля повышения их эффективного плодородия и стабилизации потенци-ільного было сосредоточено основное внимание коллектива отдела ігропочвоведения, организованного в I960 г. под руководством івтора.

Цель исследований -изучить свойства преоДла-;ающих подтипов черноземов разных природных округов лесостепной юны Центральной Сибири и разработать пути повышения их эффектив-:ого плодородия при стабилизации потенциального,

Задачи исследований:

I. Провести природное районирование Центральной Сибири на

4 основе состава почвенного покрова и определить долю подтипов черноземов в, разных природных округах, как исходных предпосылок для обоснования необходимости разработки дифференцированного комплекса агромероприятий по повышению их плодородия.

1. В дополнение к известным, в основном качественным диагностическим показателям, разработать количественные диагностические критерии для определения подтипов чернозема на основе изучения их свойств и построения типичных и доверительных статистических профилей.

2. Определить степень влияния основных свойств черноземов

на урожай ведущей культуры - пшеницы - и разработать статистические модели урожая применительно к 'разным природным округам - теоретическую основу для количественной оценки потенциального плодородия черноземов.

4. Выявить влияние основных агрохимических свойств черноземов на эффективность удобрений и разработать соответствующие количественные придержки (шкалы, градации) для прогнозирования действия разных сочетаний и видов туков на урожай пшеницы и др. культ;

5. Найти способ оптимизации уровня элементов питания растений в черноземах, как теоретическую основу для определения доз минеральных удобрений на заданный уровень урожая с/х культур на черноземах с разными свойствами.

6. Изучить эффективность разных сочетаний удобрений на черноземах в севообороте и на этой основе разработать оптимизированные системы удобрения, обеспечивающие повышение эффективнооо и сохранение потенциального плодородия почв, исключающие загрязнение продукции и окружающей среды.

Объекты исследований. Исследования проводились в различных орографических обособленных природных округах лесостепной зоны Центральной Сибири [43, 67j . Изучались черноземы выщелоченные, обыкновенные и оподзоленные.

Методы исследований. Для решения поставленных задач применялись различные методы: маршрутное обследование территории Канской лесостепи (почвенно-геоморфологические профили общей протяженностью более I тыс.км), крупномасштабное картирование отдельных хозяйств и госсортучастков в различных природных округах, природное районирование территорий на основе состава почвенного покрова, сопряженные учеты урожая и свойств почвы на производственных посевах в разных округах, полевые и вегетационные опыты, стационарные исследования, лабораторное мо-

5.

.елирование. Большинство полученных материалов обработано разными ;татистическими методами.

Научная новизна.

На основе состава почвенного покрова, как интегрального показа-еля комплекса природных условий, проведено среднемасштабное 1:500000) природное районирование Центральной Сибири (в содружеств с ВостсибНИИгипрозем).

Полученные нами массовые материалы по характеристике генетических горизонтов и построенные на этой основе первые статистические трофили для разных подтипов чернозёмов позволили выявить некоторые « генетические особенности, впервые определить ряд количественных критериев для диагностирования подтипов, в дополнение к общепринятым качественным показателям, вскрыть причины Формирования "карма-гшстости" разных видов, показать степень влияния гранулометрического состава и количества гумуса на основные свойства генетических горизонтов чернозёмов.

Подтверждено ухудшение важных свойств целинных чернозёмов при их освоении и использовании под пашню, т.е. понижение естественного плодородия при его переходе в потенциальное. Определена степень влияния свойств чернозёмов на урожай сельскохозяйственных культур, построены первые в Центральной Сибири статичтические почвенные модели урожайности для разных природных округов, на основе которых оценено потенциальное плодородие различных чернозёмов по округам (совместно с В.В.Топтыгиным).

Доказана возможность длительного сохранения сравнительно высокого уровня эффективного плодородия чернозёмов даже при некотором снижении потенциального; подтверждено влияние внешних Факторов и внутренних свойств почв, с определением доли влияния этих свойств, на эффективное плодородие характеризуемых почв.

Разработаны первые в Сибири местные шкалы обеспеченности растений Фосфором на чернозёмах разных природных округов (1964г.(Совместно с Л.П.Антипиной); разработаны шкалы для прогнозирования эффективности азотных удобрений по содержанию нитратного азота как в пахотном слое, так и в слое 0-40 см; впервые найдены формулы для расчёта конкретных доз азотных удобрений (совместно с А.И.Южаковым); показана большая вероятность прогноза'действия разных видов и сочетаний удобрений по комплексу агрохимических свойств чернозёмов и определены соответств.гюпие холнчеетвенные критерии (дробные шкалы/.

Разработаны первые в Центральной Сибири оптимизированные сие-

6.

темы удобрения в севообороте для чернозёмов с разными агрохимичес кими свойствами, позволяющие определять дозы удобрений для широке го спектра культур на заданный уровень планируемого урожая, повышать эффективное плодородие почв при стабилизации потенциального_. Зашишаемые научные положения.

1. Разработаны теоретически и экспериментально обоснованы типичные и доверительные статистические профили распаханных оподзо-ленных, выщелоченных и обыкновенных чернозёмов лесостепной зоны Центральной Сибири, свидетельствующие об их благоприятных свойствах для развития сельскохозяйственных культур, а также количественные критерии для диагностирования этих подтипов, в дополнение к известным качественным показателям.

2. Доказана разная степень понижения потенциального плодородия чернозёмов при неодинаковой интенсивности их сельскохозяйст-венного использования; объективную количественную оценку данного вида плодородия обеспечивают результаты многолетних массовых сопряжённых исследований в системе свойства почвы-урожай и построен ные по этим результатам статистические модели урожайности.

3. Экспериментально доказана возможность длительного (около 20 лет) сохранения сравнительно высокого эффективного плодородия чернозёмов Центральной Сибири, его зависимость от внешних фактора и от сочетания свойств (потенциальное плодородие) самих почв, сте пень (доля) влияния которых неодинаковая и вычленяется с помощью методов вариационной статистики.

4. Теоретически и экспериментально разработаны различные количественные критерии оптимизации питания растений, в том числе на заданный уровень урожайности - одного из важнейших условий повышения Э(ЬфеКТИВН0Г0 ПЛОДОРОДИЯ ЧерНОЗёМОВ; ДЛЯ Одновременной СТЭ'

билизации потенциального плодородия определены оптимизированные системы удобрения сельскохозяйственных культур в севообороте. Практическая ценность и реализа ция результатов исследований. I. Детальная генетико-типологическая характеристика чернозёмов, в том числе статистические их профили, ориентируют практических работников в определении подтипов чернозёмов при крупномасштабном картировании почв, оценке типичности разрезев, выборе участков под опыты, особенно стационарные опыты, полигоны и ре-

7 перные площадки в начавшихся работах по мониторингу почв и земель.

2. Проведенное природное районирование служит основой при выборе мест для сопряженных исследований в системе свойства почв-урожай в разных экологических условиях, для отнесения конкретных хозяйств к соответствующему природному округу, в частности при бонитировке почв, дифференцированном применении зональных агро-комплексов и т.д., основой для экологического, сортового, экономического районирования.

3. По результатам бонитировки почв определены ставки налога на землю и условная цена земли для всех хозяйств края на 1992 г.

4. На основе местных градаций обеспеченности растений фосфором агрохимслужба края провела 3-5 туров,агрохимического картирования пахотных почв всех хозяйств края. По нашей методике разработаны и внедрены местные шкалы по фосфору в условиях Иркутской области (Н.Г.Крестьянинов), Бурятской республике (С.А.Бекетов), на поливных землях Хакасской республики (Г.П.Горб).

5. Шкалы отзывчивости сельскохозяйственных культур на азотные удобрения в зависимости от содержания №-№0д рекомендованы, вместе с западно-сибирскими исследователями Гб2Ідля всей Сибири.

6. Придержки по нитратному азоту, рассчитанные дозы удобрений на планируемый урожай используются агрономами и агрохимслуж-бой для ежегодных распределений удобрений по полям всех хозяйств Красноярского края.

7. Разработанные оптимизированные системы удобрений в севооборотах проходят производственную проверку в ОПХ "Солянское" Красноярского НИИСХ.

8. Разработанный способ ликального внесения удобрений по посевам зерновых внедряется в 'Гасеевском районе Красноярского края, в первую очередь арендными воллективами и фермерами.

9. Наш метод сопряженного учета урожая и свойств почв использован при разработке "Методики исследований и разработки нормативов зависимости урожая от показателей плодородия почв"{бі] .

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на I, 3, 5, 8-м Всесоюзных съездах почвоведов; сессии ВАСХНИЛ (1969 г.), Всесоюэньк совещаниях агрохимслужбы (1966, 1968), Всесоюзных отчетно-методических совещаниях геосети опытов с удобрениями (1968, 1969, 1972, 1976, 1980, 1983, 1985, 1989)., тематических Всесоюзных совещаниях: "Методика разработки нормативов по плодородию почв" (1982), "Проблемы азота в земледелии Сибири" (Новосибирск, 1990), "Экологические проблемы земледелия" (Яремча, 1990)

8 "Методы экологического контроля" (Ялта, 1991), "Применение математических методов в почвоведении" (Минск, 1976); региональных совещаниях и конференциях по почвоведению и агрохимии в Красноярске, Новосибирске, Барнауле; краевых и районных конференциях и совещаниях, ученом совете Красноярского НИИСХ (ежегодно), краевом НГС (периодически).

Публикации. Результаты исследований автора опубликованы в 140 работах, в том числе: в 2-х авторских свидетельствах, 6 монографиях (в соавторстве), 84 научных статьяхі 25 рекомендациях и методических разработках, 22 тезисах. Общий объем публикаций автора - 75 п.л. Кроме того подготовлены фондовые материалы по почвоведению и агрохимии (16 шт.). Автор является редактором ряда научных изданий.

Работа выполнялась в лаборатории агрохимии и поввоведения Красноярского ШИСХ в 1958-1992 гг. в соответствии с тематическими планами. В получении экспериментального материала в разные годы участвовали под руководством автора Л.П.Антипина, В.В.Чижиков, А.Ф.Линев, И.-С.Парфенчук, В.В.Топтыгин, Э.И.Круп-кина, Jl.H.tfypHKOBa, Н.Н.Крыжановская, 'Г.И.Чяенова, Г.Б.Мяделец, Е.И.Слышкина и др. Всем сотрудникам автор приносит искреннюю благодарность.