Введение к работе
Актуальность темы. Опыт отечественного и мирового земледелия показывает, что длительное использование сельскохозяйственных угодий ведет к снижению их плодородия. Уменьшается содержание гумуса, изменяется его качество, идет убыль валовых форм питательных веществ, трансформируются реакция почвенного раствора и биологическая активность почв (Панников В.Д., Минеев В.Г.; Щербаков А.П.; Сычев В.Г.).
Ввиду наличия различных методологических подходов в оценке почвенного плодородия (Фокин А.Д.) накопленный в научной литературе материал пока еще не позволяет дать объективную оценку трансформации отдельных показателей агрохимических и агрофизических свойств почв. При этом надо иметь ввиду, что степень изученности данного вопроса на различных типах почв неодинакова. Мониторинг за плодородием почв сухостепной зоны на территории России ведется лишь на отдельных объектах.
Обстоятельные исследования каштановых почв Саратовского Заволжья были выполнены в 30-х – 40-х годах 20-го века под руководством Н.И. Усова, а позднее И.Ф. Садовниковым. За истекший исторический период произошли существенные изменения в антропогенных нагрузках и структуре посевных площадей. Значительно увеличилась площадь орошаемых земель. При этом повсеместно отмечалось недостаточное внесение органических и минеральных удобрений. Это не могло сказаться на изменениях агрохимических свойств сельскохозяйственных угодий. Однако до настоящего времени особенности изменения плодородия различных подтипов каштановых почв Саратовского Заволжья практически не изучались.
Слабая изученность данного вопроса, несмотря на его актуальность и практическую значимость для современного земледелия сухостепной зоны, послужила основанием для проведения настоящих исследований.
Цель и задачи исследований: совершенствование системы удобрений на основе изучения особенностей трансформации агрохимических свойств отдельных подтипов каштановых почв Саратовского Заволжья в процессе их сельскохозяйственного использования, определения баланса гумуса и питательных веществ.
Для реализации поставленной цели решались следующие научные задачи:
- на целинных землях и неорошаемой пашне основных подтипов каштановых почв:
определить содержание гумуса и его фракционный состав;
изучить валовые запасы азота и его фракционный состав;
выявить содержание валового фосфора и фракционный состав минеральных фосфатов, а также валовые запасы калия;
изучить особенности накопления тяжелых металлов;
установить ферментативную активность;
определить баланс питательных веществ и его интенсивность.
- на орошаемых каштановых почвах:
изучить изменения агрохимических свойств под влиянием минеральных удобрений и длительного орошения.
Научная новизна. Впервые на неорошаемых каштановых почвах Саратовского Заволжья изучены особенности трансформации их свойств. Получены сведения об изменении запасов гумуса и валовых форм питательных веществ на основных подтипах каштановых почв. Определены физико-химические свойства, их биологическая активность и особенности накопления тяжелых металлов. Определен баланс питательных веществ с учетом сложившихся за последние годы (2004-2009гг.) уровня урожайности и структуры посевных площадей. Определены нормы удобрений для оптимизации баланса с минимально допустимым дефицитом питательных веществ.
На темно- и светло-каштановых почвах в условиях длительного орошения определены изменения запасов гумуса и валовых форм питательных веществ и при систематическом применении минеральных удобрений.
Практическая значимость. Результаты исследований служат основой для разработки системы удобрений на различных подтипах каштановых почв и составления планов и проектов по стабилизации и регулированию их плодородия. Использование предложений по совершенствованию системы удобрений в ЗАО «Агрофирма «Волга» Марксовского района Саратовской области (темно-каштановые, среднемощные, средне- и тяжелосуглинистые почвы) в 2007-2008гг. позволили увеличить урожай озимой пшеницы на 0,47, ячменя ярового – на 0,36, яровой пшеницы – на 0,28 т/га или соответственно на 19, 15 и 24 % к контролю. При этом окупаемость 1кг д.в. удобрений урожаем зерна увеличилась и составила соответственно 12, 9 и 6 кг.
Основные положения, вносимые на защиту:
Сельскохозяйственное использование неорошаемых каштановых почв без достаточного внесения удобрений сопровождается снижением содержания гумуса, валовых запасов питательных элементов, а также изменением их физико-химических и биологических свойств.
Интенсивное сельскохозяйственное использование каштановых почв приводит к формированию отрицательного баланса питательных веществ в почве с уровнем их возврата по азоту на 48,7 - 60,2, фосфору – 13,9 - 25,8, калию – 1,8 - 2,8 % в зависимости от подтипа почв.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на международных научных конференциях «Вавиловские чтения» (Саратов, 2006-2008), всероссийской научной конференции, посвященной 75-летию акад. Н.З. Милащенко (Краснодар, 2009), научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов СГАУ (Саратов, 2006-2008), совещаниях специалистов сельского хозяйства Саратовской области (Саратов 2008, 2009).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 научных работ, в том числе две – в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ.
Степень личного участия. Закладка почвенных разрезов, описание морфологических свойств почв, подавляющее большинство агрохимических анализов и расчеты баланса питательных веществ соискателем выполнены лично на кафедре агрохимии и почвоведения СГАУ. Содержание в почве тяжелых металлов, фракционный состав азота и фосфатов определяли сотрудники лаборатории массовых анализов ГНУ НИИСХ Юго-Востока, которым автор выражает свою глубокую благодарность.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству, списка цитируемой литературы. Содержание работы изложено на 144 страницах компьютерного текста, включая 23 таблицы. Список литературы включает 300 наименований, в том числе 13 - иностранных авторов.
