Введение к работе
Актуальность темы. Длительные наблюдения за состоянием почвенного покрова, выполненные в различных почвенно-климатических зонах нашей страны, а также за рубежом, позволили установить, что в процессе сельскохозяйственного использования почв их важнейшие агрохимические показатели ухудшаются. Снижается содержание гумуса и изменяется его качество, уменьшаются запасы валовых форм питательных веществ, трансформируются реакция почвенного раствора и биологическая активность почв (Панников, Минеев, 1987; Щербаков, 1998; Сычев, 2002).
Однако, имея общую направленность трансформации сельскохозяйственных угодий, масштабы их проявлений на различных типах и подтипах почв неодинаковые, что очень часто дает основания для неоднозначных суждений. В частности, до настоящего времени остается дискуссионным вопрос о влиянии минеральных удобрений на основные агрохимические свойства почв, в том числе и в степном Поволжье. Недостаточная изученность данного вопроса, несмотря на всю его актуальность для современного земледелия, послужила основанием для проведения настоящих исследований.
Цель и задачи исследований: изучить трансформацию агрохимических свойств и баланс питательных веществ черноземных почв степного Поволжья при систематическом использовании минеральных удобрений.
Для реализации поставленной цели решались следующие научные задачи:
определить содержание гумуса и его фракционный состав на целинных и обрабатываемых участках черноземов типичного, обыкновенного, южного при внесении удобрений;
изучить валовые запасы азота, его фракционный состав и нитрификационную способность подтипов черноземных почв;
выявить валовое содержание фосфора и фракционный состав минеральных фосфатов, а также валовые запасы калия;
проанализировать особенности накопления тяжелых металлов на целинных участках и на удобряемой пашне;
изучить ферментативную активность черноземных почв;
определить физико-химические свойства обрабатываемых и целинных участков черноземов (сумма поглощенных оснований, формы кислотности, буферность почв, окислительно-восстановительный потенциал);
рассчитать баланс питательных веществ, установить его интенсивность для черноземов типичных, обыкновенных и южных Саратовского Правобережья.
Научная новизна. Изменения агрохимических свойств черноземов типичных, обыкновенных и южных в сопоставимых условиях на целинных, обрабатываемых и удобряемых участках Правобережья Саратовской области выполнено впервые. Получены имеющие несомненную научную новизну сведения о влиянии минеральных удобрений на трансформацию физико-химических свойств черноземов, их биологической активности и накоплении тяжелых металлов на современном этапе развития земледелия. Впервые для Саратовского Правобережья рассчитан баланс питательных веществ с учетом сложившегося здесь уровня урожайности сельскохозяйственных культур и определены нормы удобрений для достижения баланса с минимально допустимым дефицитом.
Практическая значимость. Результаты исследований служат основой для разработки практических рекомендаций по составлению системы удобрений для различных подтипов черноземных почв и составления планов и проектов по восстановлению их плодородия. Использование предложений по совершенствованию системы удобрений в ООО «Аграрий» Саратовского района (чернозем южный, среднемощный, среднегумусный, среднесмытый) в 2006 – 2007 гг. позволило увеличить урожай семян подсолнечника на 0,28 т/га (20% к контролю) и яровой пшеницы на 0,35 т/га (24% к контролю). При этом окупаемость 1 кг д. в. удобрений составила соответственно 6 и 9 кг зерна.
Основные положения, выносимые на защиту:
Сельскохозяйственное использование черноземных почв сопровождается снижением содержания гумуса, валовых запасов питательных элементов, а также изменением физико – химических и биологических свойств.
Интенсивное сельскохозяйственное использование черноземных почв приводит к формированию отрицательного баланса питательных веществ в почве.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов СГАУ (Саратов, 2005 – 2007), международных научных конференциях «Вавиловские чтения» (Саратов, 2005, 2006, 2007.), всероссийской научной конференции, посвященной 75-летию акад. Н. З. Милащенко (Краснодар, 2007), всероссийской научной конференции «Агрохимия и экология: история и современность» (Нижний Новгород, 2008), 3-ей межрегиональной конференции молодых ученых в ИБФРМ РАН (Саратов, 2006).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 научных работ, в том числе две – в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ.
Степень личного участия. Закладка почвенных разрезов, описание морфологических свойств почв, подавляющее большинство агрохимических анализов и расчеты баланса питательных веществ соискателем выполнены лично на кафедре агрохимии и почвоведения СГАУ. Нитрификационную способность почвы, содержание в ней тяжелых металлов и фракционный состав фосфатов определяли сотрудники лаборатории массовых анализов ГНУ НИИСХ Юго-Востока, которым автор выражает свою глубокую благодарность.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству, списка цитируемой литературы. Содержание работы изложено на 112 страницах компьютерного текста, включая 24 таблицы и 3 рисунка. Список литературы включает 289 наименований, в том числе 13-иностранных авторов.
