Введение к работе
Актуальность работы. Калий - один из важнейших элементов питания растений, активный участник сложных почвенных процессов. Вопросы калийной проблематики в почвах Западной Сибири рассмотрены в работах В.П. Серединой [1984; 2003], Г.П. Гамзикова с соавторами [1985; 1989], В.М. Назарю-ка, И.Я. Масловой [1990], В.Н. Якименко [2003], Е.Г. Пивоваровой [2005] и др. Наличие относительно больших запасов калия в зональных почвах и часто отсутствие заметного положительного эффекта от внесения калийных удобрений привело к тому, что в ряду основных элементов питания растений (азот, фосфор, калий) ему стали уделять меньше внимания. Однако в многолетних исследованиях установлено возрастающее во времени значение калия, выходящего по эффективности использования растениями на лидирующие позиции.
В регионе на протяжении очень длительного времени при производстве растениеводческой продукции калий из почв только отчуждался, вследствие чего баланс элемента всегда оставался дефицитным, что привело к существенному снижению плодородия почв [Гамзиков, 2002]. Дальнейшая эксплуатация почвенных резервов калия может привести к смещению минимумов обеспеченности почв элементом в обменной форме и максимумов потребности в калийных удобрениях. Особую тревогу вызывает нарастающая диспропорция между азотом и калием в структуре используемых минеральных удобрений: 10 к 1 и более [Шипилова, 2004]. Такой дисбаланс питательных элементов в почвах аг-роценозов может сводить на нет эффективность вносимых удобрений.
Другим фактором снижения плодородия почв является эрозия, которой в Западной Сибири охвачено 3,5 млн. га земель (18 % пашни) [Гаджиев и др., 1998]. В наибольшей степени эрозии подвержены почвы юго-восточной части региона, в состав которой входит Предсалаирская предгорная холмистая равнина (Предсалаирье) [Орлов, 1983]. Изучению морфометрических, водно-физических и других свойств эродированных (смытых) почв посвящено значительное число работ [Каштанов, 1974; Орлов и др., 1988; Ковалева, 1992; Тана-сиенко, 2003; Хмелев, Танасиенко, 2009; и др.]. Однако до настоящего времени остается недостаточно исследованным поведение в смытых почвах многих элементов питания как эндогенного, так и экзогенного происхождения. В этой связи оценка калийного состояния эродированных серых лесных почв, относящихся к одному из ведущих типов в почвенном покрове региона, является актуальным и представляет теоретический и практический интерес.
Цель работы. Изучить калийный режим эродированных темно-серых лесных почв в условиях Предсалаирья и выявить эффективность применения на них калийных удобрений.
Задачи исследований.
Оценить изменение плодородия эродированных почв.
Изучить калийный режим почв различной степени смытости.
Исследовать процессы фиксации и десорбции калия в смытых почвах.
Выяснить влияние калийных удобрений на продуктивность растений на эродированных почвах.
Научная новизна. Впервые изучен калийный режим и трансформация форм калия в эродированных темно-серых лесных почвах Предсалаирья. Установлено, что вектор превращений форм калия в смытых почвах смещен в сторону десорбции. Показано, что в условиях агроценоза происходит ускоренное истощение запасов легкообменного и обменного калия в верхнем 20-ти сантиметровом слое эродированных почв. Выявлено, что изученные почвы, несмотря на значительные различия по содержанию гумуса, обладают высокой и сравнительно одинаковой способностью к фиксации калия. Отмечено, что для создания оптимальных условий калийного питания растений и воспроизводства плодородия среднесмытой почвы требуется больше калийных удобрений по сравнению с несмытой и слабосмытой почвами.
Защищаемые положения.
1. С усилением степени смытости почв содержание легкоподвижных
форм калия увеличивается, что не отражает общий тренд снижения в целом
эффективного плодородия эродированных почв и делает нецелесообразным
применение только данного показателя для объективной оценки их калийного
состояния.
2. Трансформация форм калия в эродированных почвах направлена в сто
рону десорбции и существенного повышения содержания легкообменного ка
лия: чем меньше содержание гумуса, физической глины, ниже рН водной сус
пензии и, соответственно, меньше емкость катионного обмена, тем менее проч
но связаны ионы калия с минеральной основой почв и тем выше их подвиж
ность.
Теоретическая и практическая значимость. Полученные материалы могут быть использованы для оценки калийного состояния эродированных почв Западной Сибири, а также при разработке рекомендаций по применению удобрений и повышению плодородия склоновых почв.
Вклад автора. Автор закладывала полевые и лабораторные опыты, выполняла аналитическую работу, проводила интерпретацию полученных данных, подготовку и публикацию основных результатов исследований.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на Всероссийской конференции молодых ученых «Экология в современном мире» (г. Улан-Удэ, 2007 г.); Международных конференциях: «Ноо-сферные изменения в почвенном покрове» (г. Владивосток, 2007 г.), «Аграрная наука и практика: проблемы и перспективы» (г. Калининград, 2008 г.), «Разнообразие мерзлотных и сезонно-промерзающих почв» (г. Улан-Удэ, 2009 г.); Всероссийских конференциях с международным участием: «Отражение био-, гео-, антропосферных взаимодействий в почвах» (г. Томск, 2010 г.), «Почвы Сибири: прошлое, настоящее, будущее» (г. Новосибирск, 2010 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 печатных работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых журналах, входящих в Перечень ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы. Работа изложена на 148 страницах, содержит 22 таблицы и 16 рисунков. Список литературы включает 285 наименований, в том числе 48 иностранных источников.
