Введение к работе
Актуальность темы. Высокие урожаи возможны только при условии полного обеспечения растений всеми необходимыми элементами питания, включая и микроэлементы. Для рационального использования микроудобрений необходимы данные по уровням содержания, профильному и пространственному распределению микроэлементов в почвах. Изучение микроэлементов в почвах позволяет установить обеспеченность почв микроэлементами, выявить земельные участки, нуждающиеся в применении микроэлементов и разработать приемы эффективного использования микроудобрений, способствующие повышению продуктивности сельскохозяйственных культур.
По данным В.Г. Минеева (2005), пахотные земли РФ имеют значительный дефицит питательных элементов: азота, фосфора, калия, кальция, магния и микроэлементов (бора, кобальта, меди, молибдена, цинка). Применение микроудобрений без учета содержания микроэлементов в почвах может не дать положительного результата, а при избытке их может оказать и отрицательное действие (Ягодин, 1963; Назарюк, 2004).
Для использования микроудобрений в целях сбалансированного питания растений необходимо знать микроэлементный состав почв. В целом по стране площадь пахотных почв с недостаточным содержанием микроэлементов составляет (в % обследованной площади): молибдена – 53, цинка – 64,5, кобальта – 58,1, меди – 33,3, бора – 30,1, марганца – 16,4 (Державин, 1992).
Исследование содержания подвижных форм микроэлементов в различных типах почв, а также зависимости между основными агрохимическими показателями, количеством микроэлементов в почве, качеством и урожайностью продукции является важным условием эффективного применения микроудобрений в сельском хозяйстве. Изучением микроэлементного состава почв лесостепи Кузнецкой котловины занимались Т.П. Хохлова (1967), В.Б. Ильин (1991).
Вопрос о влиянии микроэлементов на урожай и качество яровой пшеницы в Кемеровской области не изучен. В агроценозах происходит отчуждение макро- и микроэлементов с урожаем, снижение их доступности растениям, потери в результате эрозии почв и т.д. Нарушение баланса основных питательных веществ и микроэлементов в земледелии ведет не только к уменьшению производства продукции, но и к ухудшению ее качества. В этой связи компенсация дефицита микроэлементов применением микроудобрений и улучшения агрохимических свойств путем применения органических и минеральных удобрений рассматривается как важный элемент технологии возделывания сельскохозяйственных культур (Ягодин, 1999; Минеев, 2004, 2005; Аристархов, 2000 и др.).
Все вышесказанное крайне актуально при возделывании яровой пшеницы на черноземах выщелоченных лесостепи Кузнецкой котловины. При поиске новых технологий возникает необходимость пополнения агрохимической базы знаний уникальной информацией обеспеченности почв микроэлементами, закономерностей влияния агрохимических параметров на обеспеченность почв микроэлементов, их влияния на урожайность и качество продукции. Процессы накопления микроэлементов в почве, их подвижность и вертикальная миграция по почвенному профилю изучены пока недостаточно.
Цель и задачи исследований. Цель настоящих исследований заключалась в изучении пространственного и профильного распределения микроэлементов в черноземах выщелоченных лесостепи Кузнецкой котловины, их зависимость от агрохимических параметров и влиянии на урожайность и качество яровой пшеницы, оценке эффективности возделывания яровой пшеницы на черноземах выщелоченных с разным уровнем содержания микроэлементов.
Основные задачи исследований:
Создание базы данных по содержанию микроэлементов в черноземах выщелоченных, урожайности и качества зерна яровой пшеницы и показателей хозяйственной деятельности (минеральных и органических удобрений).
Определить уровни содержания, оценить обеспеченность микроэлементами черноземов выщелоченных лесостепи Кузнецкой котловины;
Выявить пространственное, профильное распределение микроэлементов и их динамику в черноземах выщелоченных,
Изучить влияние реакции почвенной среды, содержания гумуса, подвижного фосфора на концентрацию микроэлементов в черноземах выщелоченных;
Провести оценку качества продукции яровой пшеницы по содержанию микроэлементов;
Установить величину накопления микроэлементов зерном яровой пшеницы в зависимости от их содержания в почвах;
Изучить влияние микроэлементов почвы на урожайность и качество зерна яровой пшеницы;
Определить баланс микроэлементов в земледелии лесостепи Кузнецкой котловины и сделать расчет требуемых микроудобрений при возделывании яровой пшеницы на примере СПК «Береговой»;
Установить эффективность возделывания яровой пшеницы на черноземах выщелоченных с разным уровнем содержания микроэлементов.
Научная новизна. На основе 15-летнего агрохимического мониторинга проведена оценка современного состояния черноземов выщелоченных по содержанию микроэлементов и их динамики. Впервые в работе дана статистическая оценка пространственного, профильного варьирования и временной динамики микроэлементов в черноземах выщелоченных в условиях лесостепи Кузнецкой котловины. В регионе с высоким промышленным и угледобывающим потенциалом на основе многолетних наблюдений на контрольных участках локального мониторинга и полевых опытов установлены механизмы влияния агрохимических свойств черноземов выщелоченных на содержание микроэлементов: Zn, Cu, Co, Mn. Исследованы количественные показатели поступления и выноса микроэлементов из почвы при разных
системах удобрения для оценки конкретной агрохимической ситуации в агроценозах с помощью балансовых расчетов. Определена зависимость урожайности и качества яровой пшеницы от уровня содержания микроэлементов в почве, степень их накопления в зерне.
Положения, выносимые на защиту.
- агрохимические свойства оказывают влияние на содержание микроэлементов в почве;
- подвижные формы цинка, меди, кобальта и марганца имеют пространственную и профильную дифференциацию в черноземах выщелоченных;
- микроэлементы почвы оказывают влияние на урожайность и качество зерна яровой пшеницы;
Практическая значимость. Результаты оценки современного состояния черноземов выщелоченных на пашне, а также выводы, вытекающие из изучения связи урожайности яровой пшеницы и уровня содержания микроэлементов, могут быть использованы при принятии управленческих решений в системе управления сельским хозяйством региона, а также в сельскохозяйственных предприятиях различных форм собственности. Результаты исследования могут служить основой для мониторинга состояния почв и яровой пшеницы в лесостепи Кузнецкой котловины. Картограммы по содержанию микроэлементов Zn, Cu, Co, Mn на примере хозяйства позволяют выделить поля, на которых есть острая необходимость использования микроудобрений под культуры севооборотов. Выявленная закономерность влияния агрохимических свойств (содержание гумуса, подвижного фосфора, кислотности почвенного раствора) на содержание микроэлементов в почве и их воздействия на урожайность, и качество зерна яровой пшеницы имеют практическое значение в корректировке доз внесения микро- и макроудобрений с целью получения максимального урожая с качеством, соответствующим санитарным нормам.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на областных и районных агрономических совещаниях с 1994 по 2010 гг., на научно-практической конференции «Тенденции и факторы развития агропромышленного комплекса Сибири» (Кемерово, 2009, 2010), на научно-практической конференции молодых ученых (Бийск, 2009), на совещаниях специалистов агрохимической службы России.
Публикации. Автором опубликовано 7 научных работ, из них по теме диссертации 7, в том числе 1 в издании, рекомендованном ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций производству, списка литературы. Содержание изложено на 170 страницах машинописного текста, включает 41 таблицу, 36 рисунков, 14 приложений. Библиографический список состоит из 210 наименований, из них 12 на иностранном языке. При оформлении диссертационной работы использованы возможности компьютерной графики, текстового редактора Word.
