Введение к работе
Актуальность темы. Почвы с кислой реакцией среды широко распространены в мире - занимают около 30% общей площади и более 50% площади пашни (Von Uexkll H. R., Mutert E., 1995). По расчетам, проведенным И.А. Шильниковым и др. (2006), площади кислых почв в Российской Федерации достигают 55 - 56 млн. га. По состоянию на 01.01.2010. в Пермском крае из обследованной площади 953.8 тыс. га 78 % имеет кислую реакцию среды, из них 50 % сильно- и среднекислых почв. В настоящее время в стране повсеместно снижается плодородие почв, высокий уровень которого был создан вследствие реализации программ по известкованию, фосфоритованию, комплексной химизации и мелиорации земель (Минеев В.Г., Болышева Т.Н., 2005).
Основным приемом улучшения плодородия кислых почв является известкование, необходимость проведения которого подчеркивали: Д.Н. Прянишников (1963), О.К. Кедров-Зихман (1954, 1957, 1959), Н.С. Авдонин (1969), М.Ф. Корнилов (1955, 1958, 1971), А.Н. Небольсин (1979, 1983, 1997, 2005), И.А. Шильников (1984, 1987, 2008) и др. В Предуралье, работами В.Н. Прокошева (1939, 1950, 1952, 1976), М.П. Петухова (1964), С.И. Поповой (1968, 1982), С.Н. Демидовцева (1971), А.А. Панова (1952) и др., показано, что известкование является решающим условием повышения плодородия почв, создает благоприятный фон для применения минеральных удобрений, оказывает высокое положительное влияние на урожай культур, возделываемых в Предуралье.
В связи с недостаточной обеспеченностью современного сельского хозяйства России минеральными и энергетическими ресурсами, резким снижением по этой причине объемов известкования кислых почв создалась объективная предпосылка для широкого применения адаптивных приемов преодоления повышенной кислотности почв. Среди таких приемов имеет место подбор сортов устойчивых к почвенной кислотности.
В сложившихся экономических условиях исследования, направленные на изучение эффективности различных приемов снижения отрицательного влияния почвенной кислотности на растения приобретают особую значимость.
Цель работы: установить роль известкования, органических и минеральных удобрений, кислотоустойчивых сортов в снижении отрицательного влияния почвенной кислотности и разработать приемы улучшения плодородия кислых почв Предуралья, обеспечивающие повышение продуктивности пашни.
Задачи исследований:
обобщить результаты исследований научно-исследовательских учреждений Предуралья по эффективности известкования дерново-подзолистых почв;
изучить влияние известкования на агрохимические показатели дерново-подзолистых почв и оподзоленного чернозема;
исследовать динамику кислотности произвесткованных почв, установить закономерности изменения форм почвенной кислотности и обменных оснований в зависимости от доз минеральных удобрений;
установить количественные потери биогенных элементов из корнеобитаемого слоя почвы инфильтрационными водами;
рассчитать баланс кальция в почвах;
определить роль приемов комплексного окультуривания почвы в снижении почвенной кислотности;
дать агроэкономическую оценку использования кислотоустойчивых сортов в условиях кислых почв;
дать агрономическую, экономическую и агроэнергетическую оценки известкования дерново-слабоподзолистых почв и оподзоленного чернозема;
разработать приемы повышения плодородия кислых почв и рекомендовать их для адаптивно-ландшафтного земледелия Предуралья.
Работа выполнена в соответствии с планом НИР Российской академии сельскохозяйственных наук по заданию 02.03.01.01 «Усовершенствовать приемы известкования и применения минеральных удобрений в системе почва-растение с целью повышения продуктивности сельскохозяйственных культур и окупаемости удобрений».
Научная новизна исследований. Впервые в Предуралье проведены комплексные исследования по изучению динамики кислотности произвесткованных почв, обменных оснований, влиянию минеральных удобрений и извести на отдельные показатели почвенного плодородия и адаптивные приемы снижения отрицательного влияния почвенной кислотности:
выявлены темпы подкисления произвесткованных почв;
рассчитан баланс кальция в дерново-подзолистой почве при длительном применении минеральных удобрений и последействии извести;
рассчитан баланс кальция для почв Пермского края и дан прогноз ежегодного сдвига рНKCl;
дана комплексная оценка известкования в улучшении плодородия почв в зависимости от доз минеральных удобрений;
выявлена эффективность использования кислотоустойчивых сортов полевых культур в условиях дерново-подзолистой почвы.
Теоретическая и практическая значимость. Установлены новые закономерности влияния длительного последействия извести на динамику кислотности произвесткованных почв и содержание обменных оснований.
Использование кислотоустойчивых сортов полевых культур позволит получать на кислых дерново-подзолистых почвах урожайность зерна яровой пшеницы - 2.4 - 2.8 т/га, клевера 5.8 - 9.2 т/га сена при высокой энергетической и экономической эффективности.
Внедрение в сельскохозяйственное производство приемов повышения плодородия кислых почв, включающих периодическое внесение извести и органических удобрений, систематическое применение минеральных удобрений, обеспечивает среднегодовую продуктивность севооборотов до 4.0 - 4.4 тыс. корм.ед./га.
Положения и выводы диссертации могут быть использованы сельскохозяйственными предприятиями Предуралья для повышения плодородия кислых почв.
Основные положения, выносимые на защиту:
значение извести в сохранении и повышении плодородия почв;
закономерности и направленность изменений физико-химических показателей произвесткованных почв;
потери оснований из почвы при инфильтрации атмосферных осадков;
значение окультуривания почв в снижении почвенной кислотности;
сортовая устойчивость полевых культур к почвенной кислотности.
Реализация научных исследований. Результаты исследований прошли производственную проверку в ОПХ «Лобановское» Пермского района. Материалы диссертации использованы при составлении следующих рекомендаций: «Рекомендации по известкованию кислых почв Пермской области (1988), «Методы экологически адаптивного управления агрохимическим воздействием (NPK и известкование) на почвенно-растительную систему» (2006), «Приемы управления продукционным процессом различных по восприимчивости к почвенной кислотности сортов сельскохозяйственных культур» (2010). Полученные результаты исследований в виде отдельных элементов технологий внедрены в хозяйствах Пермского, Куединского, Ильинского и Уинского районов Пермского края на площади 26600га.
Апробация результатов исследований. Основные положения работы доложены на научных конференциях:
Международные конференции, совещания: Москва, 2005, 2008; 2010; Нальчик, 2009.
Всероссийские научно-практические конференции: Киров,1999; Пермь, 2001; Ижевск, 2009; С.-Петербург, 2010; Саранск, 2010.
Межрегиональные, региональные конференции, координационные Советы: Свердловск, 1986, 1988, 1990; Челябинск, 1993; Екатеринбург, 2005; Пермь, 1988, 2008.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 38 печатных работ, в том числе 11 работ в рецензируемых журналах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 7 разделов экспериментальной части, заключения, выводов, рекомендаций производству, списка литературы. Работа изложена на 283 страницах, содержит 109 таблиц, 22 рисунка, 109 приложений. Список литературы включает 450 работ отечественных и 105 зарубежных авторов.
