Введение к работе
Актуальность проблемы. Огромная территория Нечерноземной зоны включает в себя разнообразные природно-экономические районы, почвеино-клнматнческие подзоны и природно-хозяйственные регионы, в значительной мере отличающиеся почвенно-климагическими условиями. Исследования Географической сети опытов с удобрениями позволили разработать оптимальные системы применения удобрений во всех природно-экономических районах Нечерноземья.
Вместе с тем, в пределах Центрального района поч венно-кли магические показатели тоже имеют значительные различия. Так биоклиматический потенциал в Тверской, Ярославской, Ивановской, Костромской и Владимирской областях, расположенных в северной части района, составляет 102-107 баллов, в южных областях - 120-124 балла. Сумма положительных температур за период с температурой выше 10 в северной части составляет 1650-1950, а в южной -2100-2350. Для северных областей характерны поздние весенние и ранние осенние заморозки, ослабленный рост растений и усвоение питательных веществ. Почвы в этом регионе менее развиты, с низким содержанием гумуса, более кислой реакцией почвенной среды и нередко со значительным содержанием подвижных форм алюминия, железа я марганца.
В таких условиях для увеличения продуктивности пашни необходимо переходить от зональных технологий применения средств химизации к дифференцированным, региональным, которые в максимальной степени учитывают не только поч вен но-климатические особенности региона, но и наличие местных форм удобрений.
В этой связи разработка, совершенствование и оптимизация региональных приемов и технологий эффективного применения средств химизации и природного минерального сырья в Центральном Нечерноземье имеет не только научную, но и народнохозяйственную значимость.
В данной работе обобщены результаты исследований, выполненных автором и под его научным руководством в 1980-2000 гг. в Костромском филиале ЦИНАО, Центрально-Нечерноземном филиале ВНИПТИХИМ и ВНИПТИХИМ, НИИСХ ЦРНЗ в соответствии с планом НИР указанных научно-исследовательских учреждений.
Цель м задачи исследований. Целью настоящей работы является: на базе системного анализа изменения плодородия почв при различных уровнях применения удобрений во времени, теоретически и экспериментально обосновать коэффициенты использования и нормативы затрат питательных веществ, разработать оптим&чьные уровни плодородия почв и рекомендации по совершенствованию ресурсосберегающих приемов и технологий комплексного использования средств химизации и природного минерального сырья, с целью повышения круговорота биогенных элементов и продуктивности агроценозов в Центральном Нечерноземье.
Задачами исследованийтіредусматривалоаищчить:
-АУЧ.' ,; f_. .;.. ..q;iEKA f-іосч. ,-'_-,..>: ....... а(Лі-в>.,ни
особенности изменения агрохимических свойств и баланса питательных веществ в дерново-подзол истых лочвах Центрального Нечерноземья за последние 30 лет при различных уровнях применения средств химизации (на примере Костромской, Ярославской, Тверской, Ивановской и Владимирской областей);
особенности потребления питательных веществ из почв и удобрений и разработать региональные нормативы их выноса основными культурами и затрат на повышение плодородия почв;
эффективность различных способов применения минеральных удобрении под основные сельскохозяйственные культуры с целью более рационального использования ограниченных ресурсов удобрений;
отзывчивость различных сортов зерновых культур на дробное применение азотных удобрений по основным фазам их органогенеза;
эффективность запасного внесення средств химизации под клеверо-
люцерковую травосмесь на почвах с различным содержанием подвижного
алюминия;
оптимальный режим поддерживающего известкования в полевом севообороте и дать оценку технологии послойного известкования кислых почв;
рациональную систему совмещения фосфоритования и известкования почв в севообороте;
эффективность применения фосфоритной муки и ее производных под зерновые культуры на известкованных почвах;
агрохимическую ценность и роль цеолит- и кремнийсодержащего мине
рального сырья (цеолитсодержащие трепела и диатомиты) при применении в
качестве почвоулучшителей сорбционного типа.
Научная новизна работы. На основе анализа состояния агрохимических показателей пахотных почв на примере 5 областей Центр&тьного Нечерноземья за последние 30 лет выделены 3 периода с различным уровнем применения удобрений и мелиорантов, изучены закономерности изменения агрохимических показателей почв, баланса питательных веществ и продуктивности пашни. Дана оценка современного состояния агрохимических показателей плодородия почв. По результатам 430 полевых опытов 12 научно-исследовательских учреждений и станций агрохимической службы региона впервые теоретически обоснованы, разработаны, предложены и одобрены региональные нормативы затрат, коэффициенты использования питательных веществ из почв и удобрений и коэффициенты возмещения выноса питательных веществ удобрениями. Установлена принципиальная возможность применения технологии единовременного внесения фосфоритной и известняковой муки для оптимизации агрохимических параметров пахотных почв. Предложены новые научные подходы в более эффективном применении минеральных удобрений, и их ограниченных ресурсов, в технологиях и сроках проведения известкования и фосфоритования кислых почв, а также в использовании природного минерального сырья в качестве почвоулучшителей сорбционного типа и источника биогенных веществ в агроцено-зах.
На зашиту выносятся следующие положения:
влияние различных уровней применения удобрений на агрохимические показатели плодородия почв, баланс питательных веществ и динамику урожайности зерновых культур за последние 30 лет;
особенности использования питательных веществ сельскохозяйственными культурами из почв и удобрений и нормативы их затрат на повышение плодородия почв;
эффективность применения минеральных удобрений при различных способах их внесения;
совершенствование технологий известкования и фосфоритования почв и рациональное совмещение этих приемов в полевом севообороте;
использование цеолит- и кремнийсодержащего минерального сырья как почвоулучшителей и источников биогенных элементов в адаптивно-ландшафтном земледелии.
Практическая значимость работы. Установленные закономерности изменения почвенного плодородия при различных уровнях применения удобрений и особенности потребления питательных веществ, а также предложенные приемы повышения эффективности применения средств химизации и нетрадиционного минерального агросырья предназначены для работников ЛПК, Агрохимической службы и сельскохозяйственных предприятий различных форм собственности. Предложенные разработки позволяют эффективнее использовать удобрения, химические мелиоранты и природные агроруды для повышения имеющегося потенциала почвенного плодородия и получения более высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Результаты исследований используются при разработке рекомендаций и технологических регламентов применения средств химизации и нетрадиционного минерального сырья в растениеводстве Центрального Нечерноземья.
Реализация результатов исследований. Основные научные положения, сформулированные автором, использованы при подготовке рекомендаций "Научные основы системы земледелия Костромской области" (1983), "Рекомендаций по приготовлению и использованию органических удобрений в Костромской области" (1983), "Системы ведения сельского хозяйства Костромской области" (1988), "Комплексной программы повышения плодородия почв в Костромской области" (1989), "Рекомендаций по известкованию кислых почв в Костромской области" (19S9), "Нормативов выноса и коэффициентов использования питательных веществ с.х. культурами из минеральных удобрений и почвы" (М, 1989), "Временных рекомендаций по производству кормов с низким содержанием нитратов в Костромской области" (1989), "Рекомендаций по применению удобрений и мелиорантов при возделывании клевера и его травосмесей" {1990), "Практического пособия по разработке планов применения удобрений и учету их экономической эффективности в производственных условиях" (1990), "Методического руководства по изучению природных цеолитов в растениеводстве и земледелии" (Краснообск, 1992).
Освоение указанных разработок, программ и рекомендаций позволяет организовать в регионе научно-обоснованное распределение и применение всех
средств химизации на уровне область - район - хозяйство - поле, что способствует значительному упорядочению применения и повышению эффективности использования удобрений и мелиорантов на дерново-подзолистых почвах Центрального района Нечерноземной зоны РФ.
Апробация работы. Основные положения исследований докладывались на Ученых советах ЦИНАО, ВНИПТИХИМ и НИИСХ ЦРНЗ (1979 - 2001 Г.г.), научно-техническом Совете агропромышленного комплекса Костромской области (1983, 1989, 1990), VII и VIII съездах Всесоюзного общества почвоведов (Ташкент, Новосибирск, 1985, 1990), Всесоюзной конференции "Проблема гумуса в земледелии" (Владимир, 1987), Всероссийской конференции "Природные цеолиты России" (Новосибирск, 1992), Всероссийской конференции "Творческое наследие П.А. Костычева" (Рязань, 1996), 5-оЙ научной конференции международной ассоциации агрохимиков и агроэкологов "Агроэколас1' (Москва, МГУ, 1998), Симпозиуме "Совершенствование методологии исследований фосфатного режима почв, оптимизация фосфорного питания растений и баланс фосфора в агроэкосистемах (М.,ВНИПТИХИМ, 1999), Международном симпозиуме "Проблема фосфора и комплексное использование нетрадиционного минерального сырья в земледелии" (РАСХН, Немчиновка, 2000), Ш съезде Докуч аевского общества почвоведов (РАН, Суздаль, 2000), научно-практической конференции "Круговорот биогенных веществ и плодородие почв в адаптивно-ландшафтном земледелии России" (РАСХН, Москва, 2000), Немчиновка 2001 г.
Публикации. По материалам исследовании опубликовано 49 печатных работ; из них 9 рекомендаций.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из 7 глав, выводов и предложений производству, изложена на 340 страницах, содержит 104 таблицы, 10 рисунков. Список литературы включает 427 наименований, в том числе 55 иностранных авторов. Приложения представлены на 15 листах.
За оказанную помощь автор считает своим долгом выразить искреннюю признательность работникам бывшего Центрально-Нечерноземного филиала ВНИПТИХИМ и областных станций и центров химизации, принимавших участие в выполнении исследований.
