Введение к работе
Актуальность исследования. Стратегия земледелия в XXI веке будет состоять из двух основных направлений - интенсификации и экологизации. Основная цель земледелия - удовлетворение потребностей человека в продуктах питания, достижение высокой окупаемости агротехнических приемов и стабилизация земледелия, обеспечение продовольственной безопасности страны.
Среди факторов, повышающих урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность севооборотов в условиях Нечерноземной зоны России, на долю известковых, минеральных и органических удобрений приходится 65-75 %, на долю средств защиты растений, обработок почвы и сортов - 25-35 %. Поэтому радикально повысить продуктивность земледелия можно только путем его интенсификации. В зависимости от почвенно-климатических условий прибавки только от применения органических и минеральных удобрений могут достигать 50-70 %. В связи с тем, что основным звеном систем земледелия являются севообороты, то разработка доз и соотношения элементов питания под сельскохозяйственные культуры, их влияния на плодородие почвы, высоту урожая и качество продукции является актуальной задачей. Эти вопросы в недостаточной мере разработаны и для серых лесных почв Владимирского ополья, характеризующихся рядом особенностей, влияющих на окупаемость применяемых удобрений и мелиорантов.
Цели и задачи работы. Разработать научные принципы экологически безопасного и экономически эффективного применения извести, органических и минеральных удобрений в севообороте на серых лесных почвах Владимирского ополья. В соответствии с поставленной целью для серых лесных почв Ополья решались следующие задачи:
-
Изучить последействие извести и закономерности действия и взаимодействия органических и минеральных удобрений на урожайность культур 8-польного севооборота и его продуктивность;
-
В зависимости от систем удобрения определить размеры и эффективность использования влаги культурами 8-польного севооборота;
-
Выявить особенности питания полевых культур азотом;
-
Изучить влияние органических и минеральных удобрений на состояние фосфорно-калийного режима серой лесной почвы;
-
Установить влияние удобрений на изменение химических и физико-химических свойств серых лесных почв Владимирского ополья;
-
Исследовать влияние удобрений на качество продукции культур 8-польного севооборота;
-
Оценить круговорот биогенных элементов в севообороте;
-
Разработать экологически безопасные, экономически эффективные системы удобрения в 8-польном севообороте.
Научная новизна работы. В условиях Владимирской области в 8-польном севообороте стационарного опыта установлена определяющая роль азотных удобрений на урожайность и качество зерновых, пропашных культур и однолетних трав, вынос ими основных элементов питания, продуктивность
культур. Выявлены математические зависимости урожайности возделываемых культур и продуктивности севооборота от уровня применения удобрений. Экспериментально подтверждена возможность использования влаги культурами севооборота из подпахотных горизонтов серых лесных почв до метровой глубины и ниже. Установлено, что общие размеры ее использования из подпахотных горизонтов (до 72 мм) слабо зависели от систем удобрения, известкования. Заметно сильнее они варьировали по годам (от 0 до 70 мм) и культурам (от 15-20 до 60 мм). Наиболее эффективно использовалась влага при внесении полного минерального удобрения и сочетании его с навозом (4,7-8,7 против 6-13 мм/ц з.е. в вариантах без удобрений).
Впервые для Владимирской области установлено определяющее влияние запасов нитратного азота в слое почвы 0-40 см, накопившихся в ранние фазы развития культур, на величину урожая. Показано, что коэффициент использования запасов нитратного азота (49-65 %) до середины вегетации в несколько раз выше, чем запасов аммонийного азота (8-16 %).
Показано положительные действие длительного применения удобрений на агрохимические свойства почвы. Во второй ротации по сравнению с первой при продолжающемся применении систем удобрения установлено дальнейшее повышение содержания подвижного фосфора (на 6-54 мг Рг05 на 1 кг почвы), обменного и водорастворимого калия (на 1-45 мг К20 на 1 кг почвы), стабилизация содержания гумуса.
На основе исследований круговорота биогенных элементов впервые разработаны системы применения удобрений в севообороте, обеспечивающие высокую их окупаемость и сохранение плодородия серых лесных почв.
Практическая ценность работы. Тема работы являлась составной частью исследований программы «Плодородие». Результаты их были использованы при разработке рекомендаций по применению средств химизации в севооборотах на серых лесных почвах Владимирского ополья (Владимир, 2005, 2010). Полученные экспериментальные данные являются теоретической основой для эффективного применения удобрений в адаптивно-ландшафтных технологиях возделывания основных сельскохозяйственных культур в севооборотах во Владимирском ополье.
Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 25 работ, в том числе четыре в журналах перечня ВАК РФ. Основные положения диссертации изложены в 19 работах.
Апробация работы. Результаты проведенных исследований ежегодно докладывались на заседании Ученого совета Владимирского НИИСХ Россель-хозакадемии и включены в научные отчеты отдела агрохимии и экологии. Основные положения диссертационной работы обсуждались и получили положительную оценку на научно-практических конференциях в Ивановской ГСХА имени академика Д.К.Беляева (Иваново, 2002, 2005, 2007, 2009), ГНУ Владимирский НИИСХ Россельхозакадемии (Суздаль, 2008), на международных научно-практических конференциях во Владимирском государственном университете (Владимир, 2002, 2005), ВНИИЗиЗП от эрозии (Курск, 2005).
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 180 страницах компьютерного текста, содержит 74 таблицы и 4 рисунка. Состоит из введения, 9 глав, выводов и предложений производству. Библиографический список включает 163 наименования, в том числе 4 зарубежных авторов.
