Введение к работе
Актуальность темы. Применение удобрений является одним из основных средств интенсификации сельскохозяйственного производства и позволяет не только из года в год повышать урожаи возделываемых культур, но и наращивать плодородие почв. Последнее особенно важно, так как плодородие почв заметно уменьшилось в связи с сокращением доз применяемых удобрений, начиная с 90-х годов прошлого века.
Вместе с тем имеется ряд исследований, как в России, так и в зарубежных странах, указывающих на небезопасность длительного внесения в почву удобрений из-за содержания в них определённых количеств примесей тяжёлых металлов (ТМ). Высказываются опасения о возможности загрязнения почв ТМ, заметного накопления их подвижных форм в пахотном слое, способного привести к загрязнению растительной продукции, попаданию ТМ в трофические цепи, одним из звеньев которых является человек.
В связи с этим необходима агроэкологическая оценка состояния почв и растений в условиях длительного применения удобрений. Важно знать возможные негативные последствия ежегодного систематического поступления в почву ТМ при внесении различных видов и форм удобрений.
Необходимы также исследования интенсивности и направленности биохимических процессов и ферментативной активности почв, которая является одним из основных биологических показателей, определяющих плодородие. Удобрения, изменяя питательный режим почвы, существенным образом воздействуют на её ферментативную активность. Следовательно, для объективной оценки длительного действия удобрений необходимы сведения о характере изменения ферментативной активности почвы. Для выщелоченных черноземов и каштановых почв в агроклиматических условиях Ставропольского края в литературе очень мало сведений по изменению плодородия этих почв, их ферментативной активности, накоплению в них тяжёлых металлов и содержанию биогенных микроэлементов при длительном применении минеральных и органических удобрений.
Поэтому целью наших исследований являлось изучение влияния длительного применения удобрений на показатели плодородия, а также на содержание и распределение по профилю токсичных и биогенных элементов на выщелоченном
черноземе, где удобрения применяют 28 ле : ftQfiailW&iiH9<№*$b*ftWJ где удобрения
ЕКА |
г БИБЛИОТЕКА г
О» ЗЮ#йЧ%Н
вносили 23 года в климатических условиях Ставропольского края. Мы проводили исследования в 2001 и 2002 гг.
В задачи исследования входило изучить по всему профилю почв (для черноземов — 150 см, для каштановых -100см):
1. Изменение плодородия почв по следующим показателям: содержание
гумуса, рН, содержание подвижных форм фосфора и калия, содержание кальция,
магния, натрия.
Содержание и распределение по профилю свинца, кадмия, меди, цинка, марганца и кобальта, извлекаемых 1н HN03 и ААБ.
Ферментативную активность почв на примере ферментов уреаза, инвертаза, фосфатаза.
Научная новизна исследований. Проведены системные исследования плодородия выщелоченного чернозема и каштановой почвы по всему профилю при длительном применении органических и минеральных удобрений в условиях юга России. Для выщелоченного чернозема дано всестороннее научное обоснование оптимальной дозы удобрений (N940P1060K260 кг/га+120 т/га навоза), позволившей повысить плодородие этой почвы по содержанию гумуса, фосфора, по показателям активности ферментов на том же уровне, что и более высокая доза (N1447P1635K460 кг/га+180 т/га навоза).
Обнаружена тенденция к подкислению реакции среды в выщелоченном черноземе при длительном применении минеральных удобрений при недостаточном количестве органических удобрений.
Для каштановой почвы выявлено уменьшение содержания гумуса и калия при применении одних фосфорных удобрений и их сочетания с азотными.
Впервые исследована активность ферментов уреазы, инвертазы и фосфатазы по всему профилю для выщелоченных черноземов и каштановых почв при длительном применении удобрений.
Дана оценка экологической ситуации при длительном применении удобрений: в выщелоченном черноземе и каштановой почве не обнаружили заметных изменений в содержании Cd, Pb, Си, Со и Мп по всему почвенному профилю.
Практическая значимость работы. Дано научное обоснование оптимальной дозы органических и минеральных удобрений в восьмипольном севообороте на выщелоченном черноземе - N940P1060K260 кг/га+120 т/га навоза.
Для сохранения плодородия каштановых почв недостаточно внесения только фосфорных и фосфорно-азотных удобрений. Необходимо применение калийных и органических удобрений.
Апробация. Основные положения диссертации доложены на X Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-2003» (Москва,2003), II научной Международной конференции «Плодородие почв и деградация почвенного покрова» (Ставрополь, 2002), на заседаниях кафедры агрохимии факультета почвоведения МГУ (2000,2001,2002гг).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 печатных работы.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, двух глав, выводов, приложения и списка литературы из 191 наименования, из них 36 зарубежных авторов. Материал диссертации изложен на 137 страницах, включает 16 диаграмм, 21 таблицу в тексте и 16-в приложении.
