Введение к работе
Актуальность исследований. Развитие сельскохозяйственного производства России возможно только при внедрении прогрессивных технологий, направленных на повышение урожайности и качества возделываемых культур без нарушения экологического равновесия.
Основным компонентом современных агротехнологий являются органические и минеральные удобрения, но они содержат токсические примеси, в частности тяжелые металлы, что может привести к негативным последствиям для человека и окружающей среды.
Поэтому актуальным следует считать разработку экологически обоснованных систем земледелия, в которых не исключается использование удобрений, средств защиты растений, но выдвигаются строгие санитарно-гигиенические нормативные требования к дозам химических средств земледелия обеспечивающих высокую урожайность культур без загрязнения почвы и продукции растениеводства тяжелыми металлами.
Цель исследований: определить экологически безопасные параметры применения удобрений, средств защиты растений и способов обработки почвы в зернотравяно-пропашном севообороте, обеспечивающие высокую продуктивность пашни в условиях Западного Предкавказья.
Для реализации этой цели необходимо решить следующие задачи:
изучить влияние различных уровней плодородия, доз удобрений, способов защиты растений и обработки почвы на содержание кислоторастворимых и подвижных форм соединений марганца, меди, цинка, кобальта, свинца и кадмия в пахотном слое почвы;
выявить динамику распределения содержания Мп, Си, Со, Zn, Pb и Cd по слоям почвы (пахотный и подпахотный);
определить корреляционные зависимости подвижности соединений Мп, Си, Со, Zn, Pb и Cd от содержания гумуса, различных форм фосфатов и кислотности почвы;
исследовать миграцию соединений Мп, Си, Со, Zn, Pb и Cd в системе почва - растение и загрязнение зеленой массы и зерна озимой пшеницы ;
рекомендовать экологически безопасные дозы удобрений и средств защиты растений, обеспечивающих высокую продуктивность пашни.
Научная новизна исследований. Впервые проведен комплексный мониторинг влияния различных агротехнологии выращивания сельскохозяйственных культур на содержание кислоторастворимых и подвижных форм соединений Мп, Си, Со, Zn, Pb и Cd в пахотном и подпахотном слоях чернозема выщелоченного Западного Предкавказья. Выявлена низкая обеспеченность пахотного слоя почвы подвижными соединениями меди и кобальта, что ведет к дефициту доступных форм этих микроэлементов для растений.
Установлено снижение подвижности тяжелых металлов в почве при внесении повышенных доз органических и минеральных удобрений.
Изучаемые агротехнологии не вызывают значимого накопления тяжелых металлов в почве.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Длительное применение удобрений в сочетании с различными способами обработки почвы и системой защиты растений в условиях зернотравяно-пропашного севооборота не вызывает значимого изменения природных уровней марганца, меди, цинка, кобальта, свинца и кадмия в черноземе выщелоченном Западного Предкавказья.
2.Систематическое применение повышенных доз органических и минеральных удобрений снижает подвижность соединений тяжелых металлов.
Баланс содержания подвижных форм соединений марганца, меди, цинка, кобальта, свинца и кадмия в пахотном слое почвы за полную ротацию зернотравя-но-пропашного севооборота отрицательный.
Внесение органических и минеральных удобрений значимо способствует накоплению в пахотном слое валового содержания марганца.
Минимальные дозы органических и минеральных удобрений в сочетании с комплексной защитой растений от сорняков, вредителей и болезней обеспечивают
высокую продуктивность озимой пшеницы, не вызывая при этом загрязнения почвы и продукции тяжелыми металлами.
Практическая значимость работы. Результаты диссертационного исследования являются вкладом в разработку темы: «Разработать теоретические основы и приемы сохранения и воспроизводства почвенного плодородия, создать альтернативные системы земледелия на агроландшафтной основе в неорошаемых и орошаемых условиях на черноземах Западного Предкавказья». Опыт включен в реестр Географической сети опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами (Аттестат опыта № 33 РАСХН). Выводы, сделанные на основе обобщенных многолетних исследований, вошли в рекомендации производству: «Особенности ухода за озимыми колосовыми культурами в весенний период, особенности возделывания гороха и кукурузы в Краснодарском крае в 2006 году». (Краснодар-2006).
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и получили одобрение на научных конференциях агрономического факультета Кубанского государственного аграрного университета в 1999-2007 гг.; на Всероссийской научной конференции (г. Пенза, октябрь, 2003 г.); на научной конференции «Дон.ГАУ -Агрохимической науке» (Ростовская область, Дон.ГАУ, декабрь, 2006 г.); на международной научно-практической конференции (г. Астрахань, август, 2007 г.); на международной научно-практической конференции (г. Ставрополь, ноябрь, 2007 г.).
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, выводов и предложений производству, списка использованной литературы, (включая 262 наименований, в том числе 71 зарубежных авторов).
Работа выполнена на 175 страницах машинописного текста, содержит 36 рисунков, 60 таблиц и 16 приложений.
