Введение к работе
Актуальность проблемы. Повышение продуктивности агроцено-зов Европейского Северо-Востока требует неотложного решения вопросов сохранения и повышения плодородия почв, сокращения материальных и знеріетнческих затрат на производство сельскохозяйственной продукции Для этого региона характерны прохладное и короткое лето, поздние весенние и ранние осенние заморозки, что ослабляет рост растений и снижает потребление питательных веществ Преобладающие здесь подзолистые и дерново-подзолистые почвы характеризую іся очень низким естественным плодородием и при резком сокращении объемов применения удобрений и мелиорантов под-всріаются деградационным процессам, которые сопровождаются снижением содержания гумуса, питательных веществ и ухудшением фишко-химических свойств Для широкого воспроизводства продуктивности агроценозов требуется разработка и освоение эффективных систем удобрений сельскохозяйственных кулыур, обеспечивающих рациональное использование материальных ресурсов и возмещение в почву элементов питания и органического вещества Наряду с использованием дорогостоящих удобрений и мелиорантов важным резервом воспроизводства плодородия почв и источником элементов питания для растений является сравнительно дешевое местное агрохимическое сырье - доломиты, фосфориты и цеолиты, запасы которых в этом регионе России весьма значительны, а изученное і ь эффективное ги их применения в земледелии крайне недостаточная
Вышеизложенное обусловливает актуальность исследований данной проблемы в условиях сильно выраженного дефицита баланса питательных веществ и недосгагочнои изученности этого вопроса на Северо-Востоке европейской части России
Цель и задачи исследований. Цель работы - изучение взаимодействия агрогенных и природных факторов, оценка значимости основных агрохимических парамсгров плодородия для развития более продуктивного и устойчивого земледелия с использованием удобрений, извести и местных агроруд
Задачи исследований
-- оценить изменение агрохимических параметров плодородия почв по результатам агрохимического обследования за период 1966-2004 гг в условиях различного уровня применения агрохимических средств,
— определить баланс элементов питания в пахотных почвах и вы
явить потребность в удобрениях и мелиорантах для восполнения де
фицита питательных веществ в почвах,
установить степень загрязнения почв тяжелыми металлами и радионуклидами,
изучить влияние длительного применения удобрений, извести и агроруд на воспроизводство ллодородия и продуктивности дерново-подзолистых почв,
установить оптимальные агрохимические параметры плодородия дерново-подзолистых почв и обосновать дозы удобрений, обеспечивающие формирование урожаев на уровне биоклиматического потенциала региона,
разработать приемы оптимизации гумусового состояния дерново-подзолистых почв в условиях экологизации земледелия и воспроизводства плодородия почв,
даіь энергетическую, экономическую и экологическую оценку применения агрохимических средств в агроценозах
Научная новизна работы. По материалам агрохимического обследования почв Республики Коми за 38-летний период дана комплексная оценка значимости основных показателей их плодородия для развития более продуктивного и устойчивого земледелия в регионе Определены степень загрязнения почвенного покрова тяжелыми металлами и накопление их сельскохозяйственными культурами На дерново-подзолистых почвах, относящихся к очень холодному подтипу сезонно-промерзшощего типа Европейского Северо-Востока, в условиях короткого периода активных температур выявлены свойства дерново-подзолистых почв и режимы минерального питания растений в реальных условиях северного земледелия Установлено влияние длительного применения удобрений, извести и местных агроруд на воспроизводство плодородия и продуктивность дерново-подзолистых почв Рассчитан баланс гумуса в кормовом севообороте и при длительном внесении минеральных удобрений по различным фонам извести при возделывании многолетних трав Дана энергетическая, экономическая и экологическая оценка применения удобрений, извести и агроруд в агроценозах
Установлены оптимальные параметры основных показателей агрохимических и агрофизических свойств почвьг и определены экономически целесообразные способы их регулирования Изучено влияние разных систем удобрений и местного минерального сырья на продуктивность агроценозов, их качество и экологическую безопас-
ность продукции Установлено, что анальцимсодержащие минеральные породы (АП, цеолит) являются не только источником зольных элементов питания растений, но и активным сорбентом биофильиых элементов Органические и минеральные удобрения и местные агро-руды снижали реакцию почвенной среды, увеличивали содержание гумуса и элементов минерального питания, улучшали физические свойства и продуктивность пахотных почв Защищаемые положения:
комплексное применение органических и минеральных удобрений, известковых маїсриалов и агроруд является непременным условием развития более продуктивного и усюйчивого земледелия на бедных дерново-подзолистых почвах Севера,
обоснование прогнозирования бездефицитного баланса гумуса в агроценозах и приемов повышения эффективности удобрений и мелиорантов в регионе,
длительное применение органических и минеральных удобрений, извести и местною минерального сырья на слабо- и средне-окультуренных почвах в кормовом севообороте является наиболее эффективным приемом повышения продуктивности дерново-подзолистых почв
Практическая значимость и реализация результатов исследовании. На основании многолетних комплексных исследований на дерново-подзолистых и подзолистых почвах рекомендованы перспективные кормовые севообороты, оптимальные дозы удобрений, извести и местных агроруд - доломитов, цеолитов, фосфоритов - для использования в сельскохозяйственном производстве, особенно на легких почвах с низкой емкостью поглощения Разработаны агроэколо-гические подходы к оптимизации воспроизводства плодородия и продуктивности дерново-подзолистых почв в регионе Предложены эффективные дозы и сроки применения торфонавозного компоста и извести с использованием минеральных удобрений в дозах по выносу элементе питания планируемым урожаем Вышеизложенное позволяет создать бездефицитный баланс органического вещества в пахотных дерново-подзолистых почвах, повысить эффективность и экологическую безопасность применения агрохимических средств
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на Международных, Российских и Республиканских конференциях и совещаниях «Проблемы антропогенного почвообразования» (Москва, 1997, 1998), «Растительные ресурсы и биотехнология в агропромышленном комплексе» (Владикавказ, 1998, 1999), «Развитие
агропромышленного комплекса в зонах рискованного земледелия» (Новокузнецк, 1998, 1999), «Эколого-популяционный анализ кормовых растений естественной флоры, интродукция и использование» (Сыктывкар, 1999), «Совершенствование методологии исследований фосфатного режима почв» (Москва, 1999), III съезде Докучаевского общества почвоведов (Москва, 2000), Всероссийском совещании Географической сети опытов с удобрениями (Москва, 2001), «Актуальные проблемы земледелия на современном этапе развития сельского хозяйства» (Пенза, 2004), «Агроэкологические функции органического вещества почв и использование органических удобрений и биоресурсов в ландшафтном земледелии» (Владимир, 2004)
Публикации. По результатам исследований опубликовано 42 работы, в том числе 1 учебное пособие (в соавторстве) и 14 научных статей в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству, изложена на 298 страницах машинописного текста, содержит 96 таблиц, 6 рисунков и 14 приложений Список литературы включает 479 источников, в том числе 42 на иностранных языках
