Влияние длительного применения удобрений на плодородие южного чернозема и продуктивность зернопарового севооборота в засушливом Поволжье Назаров, Игорь Викторович

Введение к работе

Актуальность темы. В результате длительного сельскохозяйственного использования почв происходит существенное снижение их плодородия. Так, за 300 лет хозяйственной деятельности человека на черноземах ЦЧО отмечено значительное снижение содержания гумуса. Причем этот процесс существенно усилился в современных условиях. За последние годы убыль органического вещества составила 8. %, в то время как за предыдущие 75 лет - 17 %, а за 300 лет - 27 % (Адерихин П.Г., 1964). В свою очередь, снижение содержания гумуса ведет к ухудшению агрофизических свойств почвы, увеличению ее плотности, уменьшению пористости и влагоемкости, а в конечном итоге - к снижению продуктивности сельскохозяйственных культур.

Применение органических и минеральных удобрений, а также посев многолетних трав и зернобобовых культур, как было показано предыдущими исследованиями, позволяют существенно замедлить процесс деградации почвенного плодородия. Проследить за динамикой этих процессов возможно лишь в длительных стационарных опытах.

В научной литературе нет общей точки зрения по влиянию длительного применения удобрений на органическое вещество почвы. Единое мнение имеется лишь о том, что для воспроизводства почвенного плодородия и получения высоких урожаев возделываемых сельскохозяйственных культур лучшей является органо-минеральная система удобрений. Однако в зональном аспекте эффективность различных систем удобрений изучена недостаточно, поскольку имеются лишь единичные стационарные опыты, где ведутся наблюдения за изменением плодородия почв, в том числе и южных черноземов.

Цель исследований. Выявить особенности изменения плодородия южного чернозема в условиях длительного применения органических и минеральных удобрений и обосновать энергетически эффективные и экологически безопасные их дозы для зернопарового севооборота.

В задачи исследований входило решение следующих вопросов:

влияние систематического применения удобрений на содержание гумуса и динамику его фракций;

особенности пищевого режима почвы в условиях длительного применения удобрений;

- влияние различных видов удобрений на физико-
химические свойства и микробиологическую активность почв;

особенности накопления валовых и подвижных форм тяжелых металлов в условиях длительного применения удобрений;

оптимальный баланс питательных веществ для зернопа-рового севооборота и уровень их возврата;

влияние органических и минеральных систем удобрений на урожайность культур севооборота и его качество;

- биоэнергетическая оценка изучаемых систем удобрений.
Научная новизна. Характер изменения плодородия почв в

результате длительного (30 лет) применения удобрений на черноземных почвах Правобережья Саратовской области изучен впервые. Получены имеющие несомненную научную новизну оригинальные данные по содержанию и балансу гумуса, количеству валовых форм N, Рг0₅ и К₂0, физико-химическим свойствам почвы и ее биологической активности, продуктивности сельскохозяйственных культур за ротацию шестипольного севооборота и энергетическим затратам на их возделывание.

Практическая значимость. Дано научное обоснование оптимальных доз органо-минеральных и минеральных систем удобрений для зернопаровых севооборотов, которые, помимо повышения продуктивности возделываемых культур, обеспечивают стабилизацию почвенного плодородия. Использование результатов диссертационной работы позволяет повысить на южных черноземах засушливого Поволжья урожай озимой пшеницы на 0,7-0,9 т/га, яровой пшеницы - 0,3-0,4 т/га, ячменя - 0,7-0,8 т/га, а овса - 0,3-0,4 т/га. Полученные результаты представляют интерес для хозяйств различных форм собственности и проектных организаций.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. На длительно удобрявшейся почве бездефицитный баланс гумуса возможен при внесении на 1 га севооборотной площади 3,3 т/га навоза + N₃oPio- Одни минеральные удобрения даже в высоких дозах не обеспечивают полного возмещения его потерь.

2. Бездефицитный баланс азота и фосфора и допустимый дефицит баланса калия складывается при внесении за ротацию шестипольного севооборота N330P120 или 40 т/га навоза +

+ N,₈₀P60.

3. За шестилетнюю ротацию зернопарового севооборота максимальные прибавки урожая, по отношению к контролю, обеспечивают внесение N330P120 ^и 40 т/га навоза + NigoP6o'- соответственно 0,56 и 0,49 на 1 га севооборотной площади.

4. Производство зерна на неудобренной почве возможно с очень низкими затратами и высокой их окупаемостью, но весь урожай здесь формируется за счет разрушения почвенного плодородия.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на ежегодных заседаниях технологического центра НИИСХ Юго-Востока, а также научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов в Саратовском государственном аграрном университете им. Н.И. Вавилова в 1999-2000 гг. Основные положения диссертационной работы обсуждались в СГУ им. Н.Г. Чернышевского на II Всероссийской конференции молодых ученых в 1999 г., где работа была удостоена диплома 2-й степени. Все замечания и пожелания, высказанные в процессе обсуждения полученных результатов, были учтены при написании диссертационной работы.

Реализация результатов исследований. Материалы диссертации используются при чтении курса лекций по агрохимии в СГАУ им. Н.И. Вавилова. Производственное испытание полученных результатов осуществлено в Экспериментальном хозяйстве НИИСХ Юго-Востока на площади 100 га.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 3 работах.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 155 страницах машинописного текста и состоит из 7 глав, выводов и предложений производству. Включает 76 таблиц и 35 приложений. В списке использованной литературы 260 источников.