Введение к работе
Актуальность проблемы
Калий (К) является одним из важнейших элементов минерального питания растений и показателей почвенного плодородия. Тем не менее, в связи с относительно высокими запасами валового К в зональных почвах Западной Сибири и неустойчивой отзывчивостью культур на калийные удобрения; в проводимых, как правило, краткосрочных опытах, калию традиционно уделялось мало внимания при изучении значимости основных эле-ментов-биофилов в агроэкосистемах. Однако недооценка роли калия в эффективном функционировании агроэкосистем может явиться причиной де- -градации почвенного плодородия и существенного снижения интенсивности продукционного процесса растений. Поэтому установление потенциальных почвенных запасов доступного растениям калия, их прогнозная оценка, определение влияния баланса калия на продуктивность агроценоза и калийный фонд почв является актуальной задачей.
Оптимизация режима К в агроэкосистемах осложнена несовершенством существующей системы почвенной калийной диагностики: Выбор надежных показателей и разработка на их основе градаций обеспеченности-почв калием имеет важное значение. Сложность диагностики калийного-состояния почвагроценозов обусловлена перманентными процессами превращений форм почвенного К. Эффективное регулирование калийного режима почв возможно только при учете специфики и закономерностей почвенных процессов трансформации форм К, необходимость изучения которых не вызывает сомнения. При этом выявление особенностей распределения запасов калия по гранулометрическим фракциям зональных почв, определение роли различных почвенных частиц в снабжении растений калием и в функционировании почвенного калийного режима в агроценозе позволяет полнее оценить плодородие почвы в отношении этого элемента.
Обозначенные выше вопросы калийной проблематики для почвенно-климатических условий Западной Сибири изучены явно недостаточно, что обусловливает очевидную необходимость их комплексного исследования.
Цель и задачи исследований
Цель исследований заключалась в изучении калийного фонда почв аг-роценозов Западной Сибири и разработке путей его рационального использования.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:-
выяснить эффективность калийных удобрений на зональных почвах;
изучить баланс калия в различных агроценозах и его влияние на калийный фонд почв;
установить критерии и разработать градации обеспеченности почв калием, дать прогнозную оценку почвенным калийным запасам;
исследовать характер и специфику процессов трансформации форм калия в почвах агроценозов;
- оценить значение различных гранулометрических почвенных фракций
для калийного режима и статуса почв.
Научная новизна
В работе обосновывается и развивается концепция регулирования калийного режима в агроценозе на базе данных о почвенных запасах К, механизме и направленности их трансформации, особенностях минерального питания, различных растений что обеспечивает сохранение плодородия почв и оптимизацию продукционного процесса выращиваемых культур.
Впервые в условиях Западной Сибири в многолетних стационарных опытах изучена специфика потребления. К культурами и характер их отзывчивости.на внесение удобрений; рассчитан баланс К в агроценозах при различных уровнях калийного питания возделываемых растений; определены изменения запасов К в пахотных почвах и дана их прогнозная оценка в зависимости от степени калийной нагрузки на агроценоз; разработана система комплексной диагностики калийного состояния почв.
В почвах региона впервые установлены соотношения между формами К и особенности их изменения в агроценозе; выявлена роль процессов трансформации форм К в стабилизации почвенного калийного режима; исследованы калийфиксирующие, десорбционные и восстановительные способности почв в агроэкосистемах; определены значение отдельных почвенных гранулометрических фракций для калийного статуса пахотных почв и степень участия фракций в процессах накопления и мобилизации калия.
Защищаемые положения
Соотношение между формами калия в почвах слабо зависит от их типовой принадлежности и гранулометрического состава и определяется степенью калийной нагрузки на агроценоз, отражая направленность процессов трансформации форм калия в почве и ее текущее калийное состояние.
Процессы фиксации-десорбции выполняют основную регуляторную роль в обеспечении равновесного состояния между формами калия в почвах и снабжении растений этим элементом.
Гранулометрические фракции почв, составляющие физическую глину, играют активную роль в процессах аккумуляции и мобилизации калия; от степени участия фракций в обеспечении растений этим элементом зависит калийный статус почвы.
Реализация результатов работы и практическая значимость Полученные материалы являются научной основой для осуществления комплекса мероприятий по оптимизации калийного режима в агроценозах при рациональном использовании почвенных запасов калия и вносимых удобрений с целью повышения продуктивности выращиваемых культур и сохранения плодородия почв. Проведенная прогнозная оценка калийных запасов зональных почв позволяет установить ориентировочные пределы снабжения культур агроценозов почвенных калием, обеспечивающие определенный уровень урожайности, что дает возможность планировать, потребности в калийных удобрениях. Предлагаемая система комплексной оценки калийного состояния почв и разработанные градации обеспеченности культур почвенным К могут быть использованы производственными
агрохимическими учреждениями для мониторинга плодородия пахотных почв и составления соответствующих картограмм.
Результаты исследований доведены до широкого круга специалистов путем публикаций и докладов, используются в учебном процессе по специальности «агрохимия и почвоведение».
Апробация работы
Полученные материалы представлялись и докладывались на симпозиуме «Калий в современном земледелию) (Барнаул, АНИИЗиС, 1990); Всероссийских и Международных научно-практических конференциях:,«Антропогенная деградация почвенного покрова и меры ее предупреждения» (Москва, Почвенный институт им. В.В.Докучаева, 1998), «Современные проблемы почвоведения в Сибири» (Томск, ТГУ, 2000), «Эксшр]ро-агрохимическая оценка состояния калийного режима почв и эффективность калийных удобрений» (Москва, ЦИНАО, 2001), «Геоэкологические проблемы почвоведения и оценки земель» (Томск, ТГУ, 2002; Барнаул, АГАУ, 2003), Сибирском почвенно-агрохимическом семинаре (Новосибирск, ИПА СОРАН,2001;2003).
Личный вклад автора
Автором осуществлялась постановка проблемы и методическая разработка путей оптимизации калийного состояния почв агроценозов Западной Сибири, закладка и проведение всех опытов, обработка и обобщение полученных экспериментальных данных, публикация результатов.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 26 работ, в том числе 11 в научных рецензируемых изданиях.
Объем и структура диссертации
