Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературыЗначение агрохимических параметров в оценке продуктивности и качества дерново-подзолистых почв 7
1.1. Характеристика гумусового состояния почв, как важнейшего показателя их плодородия 7
1.2. Эффективность известкования дерново-подзолистых почв в формировании продуктивности сельскохозяйственных культур 9
1.3. Особенности кальциевого режима дерново-подзолистых почв 13
1.4. Значение магния в повышении плодородия дерново-подзолистых почв и продуктивности сельскохозяйственных культур 16
1.5. Эффективность использование серпентинита в сельскохозяйственном производстве в качестве магнийсодержащего удобрения 22
1.6. Особенности фосфатного режима дерново-подзолистых почв и приемы его регулирования 25
1.7. Значение и пути регулирования калийного режима дерново-подзолистых почв 29
1.8. Эффективность сочетания известкования с минеральными удобрениями 33
1.9. Мониторинг плодородия почв на основе ГИС- технологий 39
Глава 2. Объекты, условия и методы исследований 46
2.1. Природно-климатические условия Тверской области. 46
2.2. Объекты исследований 50
2.3. Аналитические и статистические методы исследований 55
Глава 3. Мониторинг плодородия почв Тверской области 58
3.1. Динамика изменения кислотности дерново-подзолистых почв 59
3.2. Динамика фосфатного режима дерново-подзолистых почв в зависимости от уровня применения минеральных удобрений 70
3.3. Зависимость продуктивности сельскохозяйственных культур от уровня реакции среды и фосфатного режима почв 82
3.4. Калийный режим дерново-подзолистых почв и эффективность калийных удобрений 88
3.5. Ресурсосберегающие приемы в земледелии Тверской области 96
4. Динамика продуктивности сельскохозяйственных культур в условиях различной интенсивности применения минеральных удобрений и мелиорантов 101
5. Влияние магнийсодержащего удобрения «Серпомаг» на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы и продуктивность озимой пшеницы 114
5.1. Эффективность действия «Серпомага» на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы 115
5.2. Влияние внесения «Серпомага» на формирование продуктивности озимой пшеницы 124
5.3. Рекомендации по применению агрохимиката «Серпомаг» в качестве химического мелиоранта и магниевого удобрения в сельскохозяйственном производстве 141
Выводы 149
Предложения производству 152
Список используемой литературы 153
- Особенности кальциевого режима дерново-подзолистых почв
- Эффективность сочетания известкования с минеральными удобрениями
- Динамика фосфатного режима дерново-подзолистых почв в зависимости от уровня применения минеральных удобрений
- Влияние внесения «Серпомага» на формирование продуктивности озимой пшеницы
Введение к работе
Актуальность проблемы. Устойчивое развитие земледелия на дерново-подзолистых почвах, характеризующихся низким естественным плодородием и избыточной кислотностью, предполагает необходимость мониторинга и разработки приемов их окультуривания. Ключевое значение в этом отношении имеет сбалансированное применение удобрений и химических мелиорантов, базирующееся на знании всего комплекса почвенных и агрохимических факторов, определяющих уровень минерального питания растений (Минеев, 2000; Сычев, 2003; Фирсов, 2011; Шильников, Сычёв и др., 2015).
Научно-обоснованная система удобрения в севооборотах может обеспечить получение плановых уровней урожаев возделываемых культур хорошего качества с одновременным регулированием почвенного плодородия и соблюдением требований охраны окружающей среды. В условиях ограниченных ресурсов сохранение агросистем в устойчивом состоянии и одновременное поддержание почвенного плодородия требует совершенствования использования средств химизации, разработки технологий применения дешевых сырьевых ресурсов в качестве удобрений.
В связи с этим повышается роль мониторинговых исследований, позволяющих получить объективную информацию, отражающую эколого-агрохимическое состояние в системе почва-растение-удобрение.
Цель работы состоит в изучении взаимодействия агрогенных и природных факторов, определяющих плодородие дерново-подзолистых почв в условиях Тверской области, и оценка значимости основных агрохимических параметров плодородия для развития устойчивого земледелия. В задачи исследований входило изучение следующих вопросов:
обобщить результаты мониторинга дерново-подзолистых почв по содержанию подвижного фосфора, обменного калия, кислотности среды за период 2010-2015 г. и сформировать банк данных, характеризующий закономерности динамики изменения плодородия почв;
исследовать динамику баланса питательных веществ в почве и урожайность основных сельскохозяйственных культур в производственных условиях в зависимости от интенсивности химизации земледелия;
выявить зависимость урожайности яровой пшеницы от уровня кислотности среды и содержания подвижного фосфора в почве;
установить влияние различных доз магнийсодержащего удобрения «Серпо-маг» на рост, развитие и формирование урожая и качества зерна озимой пшеницы;
разработать приемы по экологически безопасному и экономически эффективному применению "Серпомага" в качестве магниевого удобрения и химического мелиоранта;
Научная новизна. На основе мониторинга дерново-подзолистых почв, установлены закономерности изменения кислотности почв, содержания подвижных форм макроэлементов и дана комплексная оценка значимости этих параметров плодородия для развития устойчивого земледелия в климатических условиях Тверской области в зависимости от интенсивности антропогенного воздействия. Выявлены количественные параметры агрохимических свойств почв, обеспечивающих формирование высокопродуктивных агроценозов.
Исследована динамика баланса питательных веществ и дан прогноз продук-
тивности пашни для каждого конкретного хозяйства, района, участка по лимитирующему элементу питания в почвес учетом современного состояния её плодородия. Выявлена количественная зависимость формирования продуктивности яровой пшеницы от уровня кислотности и содержания подвижного фосфора в почвах.
Впервые проведено ранжирование по уровню агрохимических показателей дерново-подзолистых почв для разработки ресурсосберегающих приемов повышения продуктивности агроценозов.
Для создания благоприятной экологической обстановки, оптимизации магниевого режима почв впервые исследовано влияние магнийсодержащего удобрения «Серпомаг» на формирование продуктивности и качества зерна озимой пшеницы.
Практическая ценность. Результаты исследований были использованы при разработке Государственных региональных программ «Сохранение и восстановление плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения Тверской области» на 2011-2015 годы, при подготовке ежегодных докладов комитета охраны окружающей среды и природных ресурсов Тверской области за период 2011-2015 годы и при изучении курса «Основы земледелия», «Агроэкология» и «Агрохимия» в Тверской государственной сельскохозяйственной академии.
Составленные областная и районные картограммы показателей плодородия почв вместе с картограммами хозяйств являются основой планирования работ по химизации, агроэкологически рациональному применению удобрений в системе область- район-хозяйство-поле, что способствует повышению эффективности и интенсификации сельскохозяйственного производства. Разработаны нормативы применения известковых удобрений для планируемого сдвига рН. Созданная база данных состояния плодородия почв Тверской области с использованием ГИС-технологий в перспективе должна стать основополагающей в решении вопросов аг-роэкологически сбалансированного сельскохозяйственного производства.
Расширен ассортимент магниевых удобрений за счет высокоэффективного удобрения «Серпомаг». Разработаны приемы применения «Серпомаг», позволяю-щиесущественно увеличить продуктивность озимой пшеницы и содержание обменного магния в почве. Согласно разработанным рекомендациям, "Серпомаг" внедрен в производственные условия, применен на площади 450 га.
Защищаемые положения:
- Параметры изменения агрохимических свойств дерново-подзолистых почв в
условиях различной интенсивности внесения удобрений;
Сбалансированное применение удобрений и известкование почв является непременным условием развития высокопродуктивного и устойчивого земледелия на дерново-подзолистых почвах.
Энерго-экономическая и агроэкологическая эффективность использования минеральных удобрений и мелиорантов;
Высокоэффективное применение нового магнийсодержащего удобрения "Серпомаг", позволяет оптимизировать содержание обменных оснований, снизить антропогенную нагрузку, за счет относительно невысоких доз внесения удобрения и обеспечивает существенное повышение продуктивности агроэкоценоза;
Достоверность результатов исследований подтверждается данными многолетних полевых исследований и лабораторных анализов, выполненных по общепринятым методикам и подвергнутых математической обработке методом дисперсионного и регрессионного анализа.
Апробация работы и публикации. Результаты работы докладывались на международных научно-практических конференциях: «Аграрный сектор России в условиях международных санкций: вызовы и ответы» РГАУ – МСХА им. К.А. Тимирязева, 2014 г.; «Устойчивое развитие АПК регионов: ситуация и перспективы», ТвГСХА, 2015 г.; «Государственное регулирование экономики в условиях глобализации» ТвГСХА, 2015г.; «Состояние и перспективы развития научных исследований в социальной, экономической и правовой сфере», Тверь: ТИЭП, 2015 г.; «Научное наследие академика Д.Н. Прянишникова и современные проблемы агрохимии» РГАУ – МСХА им. К.А. Тимирязева 2015 г.
По теме диссертации опубликовано 16 работ общим объемом 4,1 п.л. (авторских - 3,3 п.л.), в том числе 3 научных статьи в журналах, рекомендованных ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и приложений. Работа изложена на 179 страницах основного компьютерного текста, включает 46 таблиц, из них 12 приложения и 28 рисунков. Список используемой литературы включает 259 наименований, в том числе 21 иностранных авторов.
Особенности кальциевого режима дерново-подзолистых почв
Оптимальный уровень реакции почвы является интегральным показателем, учитывающим биологические особенности культур, содержание в почве фито-токсических катионов, гумуса, фосфора, микроэлементов (Авдонин, 1969; Небольсин, Небольсина, 2009).
В Нечерноземной зоне России высокая кислотность подзолистых, дерново-подзолистых и серых лесных почв – одно из основных препятствий получения стабильной и высокой урожайности сельскохозяйственных культур и максимального использования питательных элементов минеральных удобрений. Кислотность почв обусловлена наличием ионов Н+ и Аl3+, при рН 5,0 Al3+ освобождается из кристаллической решетки глинистых минералов и переходит в раствор. Концентрация 3-7 мг/100 г почвы ионы Al3+ токсична для большинства растений (C. Foy & Fleming A.L.,1978). Ионы Al3+ встречаются реже, чем ионы водорода при рН 5,0, и наоборот доминируют в почвах с сильнокислой реакцией почвенной среды. (Небольсин, 1983; Шильников, 1984; Шильников, Сычв, и др., 2008; 2012). Важную роль играют условия, определяющие переход Аl3+ в подвижное состояние, прежде всего, уровень реакции и содержание гумуса. Установлено, что при взаимодействии почвы с 1н КС1 при кислой реакции вытесняются не только обменный алюминий, но и не полностью нейтрализованные ионы гидратированного алюминия, а также его органоминеральные соединения. Поэтому более точен термин «подвижный алюминий».
Отмечено, что в условиях избыточной кислотности почв токсичность ионов водорода для растений проявляется слабее, чем алюминия. Поэтому иммобилизация алюминия в труднорастворимое состояние из почвенного раствора за счет взаимодействия с гумусом и фосфатами способно оптимизировать уровень почвенной кислотности (Сапожников, Корнилов, 1977; Небольсин и др., 1997; Небольсин с соавт., 2009)
Продукты жизнедеятельности растений, микроорганизмов разлагают минералы, содержащие алюмосиликаты. При этом количество подвижного А1 в сильнокислом интервале повышается с возрастанием содержания гумуса. При этом, за счет образования органоминеральных малорастворимых соединений и осаждения А1(ОН)3 снижается содержание подвижного А1. Образующиеся органоминеральные соединения алюминия с гуминовыми и фульвокислотами, как показали исследования, малотоксичны или нетоксичны для растений (Аскинази, Ярусов, 1928; Лызин, 1964; Корнилов, Небольсин, Семенов, Козловский, 1971; Скворцов, 1975; Небольсин, 1983; Иванов, 2000).
Эффективным приемом нейтрализации кислотности почв является известкование (Богданов с соавт., 1975; Шильников, 1984; Кукреш, 1986; Колосова, 1987; Аканова, 2001; Курганова, 2002), которое, по мнению Гедройца К.К. (1955) в достаточных количествах является их коренной мелиорацией. Выявлено, что в результате известкования происходит снижение всех видов почвенной кислотности (актуальной, обменной и гидролитической) и увеличение степени насыщенности почв основаниями (Прянишников, 1940; Ремезов, Щерба, 1938; Кедров-Зихман., 1961; Ярусов, 1948; Авдонин, 1963, 1976; Корнилов, Небольсин и др.,1971; Небольсин А.Н., 1976, 1983, 1997; Палаве-ев, Тотев, 1983; Лебедева, 1984).
Например, в условиях 8-польного севооборота на дерново-подзолистой почве при уровне рНксl 4,1 и содержании подвижного алюминия 10,8 мг/100г среднегодовая прибавка урожаев культур от удобрений составляла 9,7 ц/га к.е., а на известкованной почве - 17,4 ц/га к.е. (Кукреш, 1986).
Действие извести на реакцию среды почвы достигает максимума в первые два года, затем наблюдается постепенное подкисление почвенного раствора (Шильников и др., 1981, 2015; Небольсин А.Н. и др., 2009; Прудников, 2001; Аканова, 2001). Выявлено, что известь, внесенная в полной дозе, способна оказывать положительное действие в течение 8-10 лет (Аканова и др., 2000, 2001; Яковлева, 2009; Шильников, Сычв, Аканова, и др. 2012).
При известковании резко снижается или полностью устраняется обменная кислотность, значительно снижается гидролитическая кислотность почвы. Однако определенная часть последней сохраняется даже при внесении очень высоких доз извести (Ремезов, Щерба, 1938; Авдонин, 1963,1969; Кал-вайтене и Лянкшайте, 1969; Лебедева, 1973). Доказана нецелесообразность полной ликвидации гидролитической кислотности, так как при величине менее 2,5-2,0 мг экв./100г почвы, как правило, она безвредна для большинства растений.
Анализ результатов длительных опытов показывает, что на фоне полных доз извести даже через десятки лет обменная кислотность и содержание подвижного алюминия находятся на безвредном для растений уровне, при этом достигается наибольший агроэкологический эффект (Корнилов, Небольсин, 1971; Шильников, Аканова, Ермолаев, 2006).
Эффективность сочетания известкования с минеральными удобрениями
Основной метод, используемый для получения информации и ее анализа - мониторинг за состоянием сельскохозяйственных земель, расположенных на обследуемой территории.
В связи с приватизацией земельных участков, появлением большого количества собственников земли и наличием сельскохозяйственных товаропроизводителей различных форм собственности эффективное решение задач по поддержанию и воспроизводству плодородия почв невозможно без осуществления государственного мониторинга сельскохозяйственных земель.
30.07.2010 г. было одобрено Распоряжение Правительства РФ № 1292-р «О концепции развития государственного мониторинга земель сельскохозяйственного назначения и земель, используемых или предоставленных для ведения сельского хозяйства в составе земель иных категорий, и формирования государственных информационных ресурсов об этих землях на период до 2020 года».
Динамику основных физико-химических параметров почв проследили на основе агрохимического обследования, для чего использовали первичные материалы результатов агрохимических обследований, проводимых ФГБУ «Центр агрохимической службы «Тверской» в соответствии с действующими на момент обследования нормативными материалами. Ежегодный объм проведения агрохимического и эколого-токсикологического обследований составляет 260,0 тыс.га.
Мониторинг предполагает не только наблюдение за процессом или явлением, но также его оценку, прогноз распространения и развития, а, кроме того, разработку системы мер по предотвращению опасных процессов или поддержанию благоприятных тенденций. Агрохимический мониторинг за состоянием почв и растений позволит рационально использовать средства на производство сельскохозяйственной продукции, снизить ее себестоимость, целенаправленно применять удобрения и мелиоранты, особенно при остром дефиците. Для эффективного осуществления мероприятий по повышению почвенного плодородия на основе агрохимического мониторинга актуальна проблема сбора, обработки и анализа информации на основе геоинформационных технологий. Для применения ГИС- технологий использовалось программное обеспечение ArcInfo. Для оцифровки полей, создания электронных карт местности с использованием растровых изображений исходных картографических материалов, материалов Дистанционного Зондирования Земли (результатов воздушного и космического фотографирофания земной поверхности), а также результатов полевых геодезических измерений использовали программный комплекс WDF/INFO.
Объектом исследования послужили пахотные почвы Тверской области. Для анализа агрохимических характеристик использованы результаты девяти циклов обследования пахотных почв, по данным полей с неизменными границами и характеризуемых достаточным количеством измерений.
Мониторинг проводится на основе созданной унифицированной базы данных для учта, обработки и использования результатов всех агрохимических обследований, данных по культурам, их урожайность. База содержит результаты всех туров (циклов) агрохимического обследования и размещена на сервер МСХ России в сети интернет по адресу: http://ostat.aris.ru/. Доступ к базе данных осуществляется по адресу: http://agrostat.aris.ru/. Калибровка данных ДЗЗ на полях хозяйств в Северо-Западного федерального округа, куда входит Т98верская область производится по 5 каналам (0,45-1,75 мкм) ДЗЗ радиометра со спутника Landsat-5. Для каждой конкретной культуры создан реестр спектральных портретов. Используя ПК ENVI и космоснимки Landsat-5 2009 года, с помощью реестра известных спектральных портретов, проводили распознавание размещенных на полигонах сельскохозяйственных культур. Материалы размещены на сервере МСХ РФ по адресу: \\fagsrv\ahs.
Опыт 1. по изучению эффективности магнийсодержащего препарата «Серпомаг», производимого на основе природного материала серпентинит. Исследования по изучению эффективности различных доз магнийсо-держащего удобрения «Серпомаг» проведены на дерново-подзолистой слабокислой среднесуглинистой почве с недостаточной обеспеченностью подвижным магнием в полевом опыте, заложенном на опытном поле СПК колхоз имени Куйбышева Краснохолмского района Тверской области в 2011 году. Исследование пространственное с использованием электронного архива агроэкологических показателей пахотных почв. Краткосрочный опыт проводился на 3-ех полях, вводимых последовательно, в натуре имеет 16 делянок. Повторность опыта 4-х кратная, площадь делянок 140 м. Опыты поставлены методом организованных повторений с систематическим размещением вариантов. В качестве объекта исследований была выбрана озимая пшеница сорта Мироновская 808. Сорт характеризуется высокой урожайностью, которая формируется за счет большей густоты продуктивного стеблестоя и большей массы зерна с колоса. Полевые работы на опытном участке проводили в лучшие агротехнические сроки и, в основном, теми же машинами и орудиями, которые применяли в производственных условиях. Посев сплошной рядовой – с междурядьями 15см. Норма высева 5,5 млн.шт. всхожих семян/га. Сроки посева озимой пшеницы в зависимости от года исследований был в период 10-30.08.
Динамика фосфатного режима дерново-подзолистых почв в зависимости от уровня применения минеральных удобрений
В настоящее время в земледелии области складывается отрицательный баланс кальция. При поступлении его в почву с органическими удобрениями 1,2 кг/га и потерях за счет выщелачивания и нейтрализации физиологически кислых минеральных удобрений 14,1 кг/га, выносе с урожаем с/х культур 12,8 кг/га, вымывание с не удобренной площади 146,4 кг/га, отрицательный баланс составил –157,8 кг/га (таблица 8, приложение 1).
Таким образом, сельскохозяйственное использование дерново подзолистых почв оказывает значительное воздействие на содержание и со 70 став обменных катионов в почвенном поглощающем комплексе. Особенно ощутимые изменения происходят под влиянием длительного применения удобрений и известкования.
Данные агрохимического обследования пахотных почв региона свидетельствуют о том, что их кислотность в период 2002 -2014 г. стабилизировалась при средневзвешенной величине рН 5,4-5,6, доля пахотных земель с рН менее 5,5 не превышает 28%.
Такой режим почвенной кислотности можно было бы признать допустимым, полагаясь на последействие извести, внесенной в предшествующий период, которое может проявляться в течение 10 и более лет. Однако, крайне малые масштабы известкования почв в последние годы не дают оснований для такого оптимистического суждения
Фосфор является одним из наиболее дефицитных элементов питания растений в почве. Решающим условием высокопродуктивного и устойчивого функционирования земледелия на дерново-подзолистых почвах является достаточная обеспеченность их фосфором. В зависимости от типа почвообра-зующих пород запасы его в пахотном слое дерново-подзолистых почв в среднем не превышают 2-3 т/га, в метровой толще 7-8 т/га (Сычв, Кирпичников, 2014). Основными материнскими породами, преобладающими в зоне распространения дерново-подзолистых почв, являются моренные, флювиог-ляциальные и древнеаллювиальные отложения. Ситуация усугубляется еще и тем, что в этой зоне выражены постоянно идущие процессы оподзоливания, обуславливающие низкое исходное содержание фосфора, в том числе и подвижных его форм.
Сорбционная связь фосфатов с ППК усиливается с уменьшением рН, поэтому доступность их растениям понижается при подкислении дерново-подзолистой почвы. В комплексе приемов, направленных на оптимизацию фосфатного режима почв, значительная роль принадлежит фосфорным удобрениям, систематическое применение которых приводит к значительной трансформации фосфора «почва-удобрение», что отражается на продуктивности и экологическом состоянии агроценозов (Чумаченко, 2003).
При дефиците фосфорных удобрений решение проблемы фосфора в земледелии области осуществлялось в основном за счет использования фосфоритов. При этом, чем больше доза удобрения, тем значительнее содержание подвижного фосфора в почве. Даже однократные применения фосфоритной муки в дозах 1,5-2,5 т обеспечивает значимое положительное и длительное последействие (Чумаченко, 2003).
Как показала оценка изменений агрохимических параметров почв в условиях интенсивного и экстенсивного земледелия при различных уровнях применения средств химизации на основе обобщения результатов мониторинга, фосфоритная мука является высокоэффективным и энергосберегающим фосфорным удобрением не только на сильнокислых, но и известкованных дерново-подзолистых почвах. Объемы фосфоритования почв области представлены на рис. 6.
В агрохимической службе при масштабном обследовании пашни для оценки фосфатного режима почв используют показатель содержания под 72 вижного фосфора, изменение которого находится в тесной зависимости от уровня применения удобрений. Работы по фосфоритованию почв в Тверской области проводились ежегодно с 1971 года и до 1993 г. на площади 52,5-73,6 тыс.га. В последующие периоды это мероприятие не проводилось.
Результаты мониторинга по состоянию на 01.01.2015 г. показывают, что согласно градациям по обеспеченности подвижным фосфором: почвы с очень низким содержанием 25 мг/кг занимают 8,4 тыс.га (0,9%), низким (25-50 мг/кг) – 50,5 тыс.га (5,5%), средним (51-100 мг/кг) – 206,9 тыс.га (22,6%), повышенным (101-150 мг/кг) – 218,5 тыс.га (23,8%), высоким (151-250 мг/кг) – 280,6 тыс.га (30,6%), очень высоким (более 250 мг/кг) – 152,7 тыс.га (16,6%). На низко обеспеченные почвы приходится 58,9 тыс.га или 6,4% почв пахотных земель (рис. 7). Благодаря фосфоритованию и внесению фосфорных удобрений в предыдущие годы химизации, фосфатный уровень пахотных почв области до настоящего времени средневзвешенное содержание подвижного фосфора в целом по области составляет 144 мг/ кг почвы, что соответствует группе почв с повышенным уровнем содержания (рис.8).
Влияние внесения «Серпомага» на формирование продуктивности озимой пшеницы
Результаты мониторинга показывают, что наблюдается временная динамика агрохимических свойств дерново-подзолистых почв, обусловленная различными объемами внесения минеральных и органических удобрений. Объемы фосфоритования и известкования практически сведены к нулю. В настоящее время применение минеральных удобрений в Терской области достигает по некоторым районам 15-25 кг/га д.в., тогда как в развитых странах этот показатель превышает 400 кг/га (в пересчете на д.в.). Динамика применения удобрений показала, что для большинства районов она имеет такую же тенденцию, что и в целом для области.
Иные условия определяют применение органических удобрений, основная доля которых представлена разными видами навоза, навозными компо-стами и торфа. Существенно увеличить поголовье скота за короткий промежуток времени невозможно, что соответствующим образом отразилось как на насыщенности органическими удобрениями, так и на вариабельности этого показателя по районам области.
Тревогу вызывает не только низкие объемы внесения минеральных удобрений, но и неудовлетворительное соотношение между основными элементами питания (N:P:K). Объемы применения удобрений по отдельным административным районам существенно различалось, но в целом по области в сравнении с периодом 2000-2009 годы, объемы увеличились, что отразилось на стабилизации продуктивности пашни.
Существенные различия отмечаются в распределении удобрений под отдельные группы культур. Применение минеральных удобрений под зерновые культуры совпадает с усредненными данными по области. Это связано, прежде всего, с тем, что доля зерновых в структуре посевных площадей достаточно высока и примерно одинакова во всех районах. Оценивая насы щенность удобрениями по отдельным районам области, необходимо выделить Бежецкий, Кашинский, Конаковский и Старицкий районы, в которых она была одной из наиболее высоких, где удобрения применяли в максимальных дозах. Для остальных административных территорий снижается не только количество вносимых удобрений, но и изменяется соотношение между питательными элементами, что приводит к снижению продуктивности пашни, уровень которого существенно зависит и от гранулометрического состава почв. Так, на легких супесчаных почвах Весьегонского, Торжокского и Краснохолмского районов, применение минеральных удобрений в предыдущие годы не превышало 4,0 кг/га д.в., что обусловило получение урожайности зерновых культур существенно ниже (колхоз «Новая жизнь» и СПК «Трудовик» Весьегонского района), чем на суглинистых (СПК «Им. Куйбышева» Краснохолмского района и колхоз «Мир» Торжокского района) почвах (рис. 17).
В настоящее время сложившиеся фактические нормы внесения минеральных удобрений на порядок ниже научно-обоснованных, и вынос питательных веществ из почвы значительно превышает их поступление, а как следствие урожай сельскохозяйственных культур формируется в основном за счет ранее созданного запаса элементов питания и почвенного плодородия, что обедняет почву. Такое положение не могло не сказаться на балансе основных питательных элементов в земледелии Тверской области (приложение № 3). Расчет относительного дефицита элементов питания дает возможность установить долю почвенных запасов питательных веществ, используемых на создание урожая, количественно выразить степень падения плодородия почвы и обосновать мероприятия по его стабилизации.
В период 2010-2015 год, при достигнутом уровне плодородия, урожайность зерновых культур в большей степени определялась погодными условиями вегетационного периода, но в среднем по области за исследуемый период увеличилась: озимых культур с 15,5 до 34,1 ц/га, яровых зерновых с 13,3 ц/га до 23,4 ц/га (рис. 18).
Динамика урожайности озимых и яровых зерновых культур, ц/га В сравнении с зерновыми культурами, подо льном и картофелем заняты значительно меньшие площади, которые сильно изменяются во времени. Эти культуры предъявляют высокие требования к условиям питания, а потому удобрений под них вносилось значительно больше, в сравнении с зерновыми культурами. Однако прямой зависимости урожайности, как картофеля, так и льна от объемов внесения удобрений не выявлено (таблица 24, рис. 19).
В таблице 25 сведены результаты мониторинга, показывающие динамику продуктивности пашни в зависимости от уровня химизации и значений основных агрохимических параметров. Анализ динамики изменения урожайности сельскохозяйственных культур за исследуемый период времени показывает, что в период основных, охватывающий 22 года (1994-2015 г.), шло постоянное увеличение среднегодовой продуктивности (табл. 25).
До настоящего времени в почвах Тверской области сохраняется отрицательный баланс всех элементов питания, который составил в целом - 35,0 кг/га, в том числе по азоту – 20,9 кг/га, фосфору – 1,9 кг/га, калию – 12,2 кг/га. Формирование урожайности происходит в основном за счет запасов элементов питания в почве. Причем по районам баланс колеблется, весьма значительно от –21,3 до –56,0 кг/га (приложение 3).
Анализ данных на уровне административных районов показывает, что в Бежецком, Лесном, Пеновском, Сандовском, Калининском, Кашинском, Конаковском, Лихославьском, Молоковском, Сонковском и Старицком районах норма внесения минеральных удобрений выше средне областной, то в Бельском, Жарковском, Кимрском, Кувшиновском, Максатинском, Ремеш-ковском, Удомельском и Фировском минеральные удобрения либо вносилились в минимальных количествах, либо вообще не применялись (приложение 3). Поскольку в современных условиях ответственность за сельскохозяйственное производство лежит на каждом конкретном хозяйстве, которое вынуждено рассчитывать только на свои финансовые возможности, различия в количестве применяемых удобрений по районам стали увеличиваться при общей тенденции к снижению их применения.