Введение к работе
Актуальность темы исследования. На территории Вятско-Камской провинции широко распространены дерново-подзолистые почвы, характеризующиеся высокой кислотностью. По данным ОАО Агрохимцентр «Удмуртский», в Удмуртской республике по состоянию на 01.01.2013 г. 49% площадей пахотных почв имеют кислую реакцию (рНKCl5,5), при этом 15% имеют реакцию солевой суспензии рНKCl<5,0. За последние десятилетия произошло резкое уменьшение площадей известкования и доз внесения извести в Восточной части Нечернозёмной зоны. В связи с этим можно прогнозировать накопление в почвах подвижных форм алюминия, который негативно влияет на растения и может способствовать снижению урожайности полевых культур (Авдонин, 1972; Юлушев, 2005; Небольсин, 2010).
Изучение влияния разных систем удобрения при длительном их применении на изменение агрохимических свойств позволяет выявить роль отдельных показателей плодородия почв на содержание подвижного алюминия. Исследования по влиянию удобрений на продуктивность культур и показатели плодородия, проведённые в условиях Удмуртии (Пермяков, 1955, 1970; Култышев, 1972; Дзюин, 1984, 1989; Безносов, 2005; Башков, 1996, 2007, 2010; Исупов, 2007, 2010), практически не касались подвижного алюминия в почве. С учётом этого, изучение накопления подвижного алюминия в дерново-подзолистых почвах Нечернозёмной зоны является очень актуальным для науки и производства.
Степень разработанности. Проведённые ранее исследования по известкованию кислых почв в Ленинградской области А.Н. Небольсиным (1983, 2010) и др.; во Владимирской области В.В. Окорковым (1997, 2013); в Кировской области И.Г. Юлушевым (1989, 2000) и др.; в Пермском крае Е.М. Митрофановой (2011, 2013) и др. были выполнены в иных природно-сельскохозяйственных территориях. Необходимость изучения данного вопроса в Вятско-Камской провинции появилась в связи со снижением объёмов известкования кислых дерново-подзолистых почв в течение последних десятилетий и, как следствие, появление в почвах подвижного алюминия. Поэтому диссертационная работа направлена на изучение актуальной проблемы. Данная тема входит в план НИР ФГБОУ ВПО «Ижевская ГСХА» (номер государственной регистрации 01200962896).
Цель исследований – изучение влияния систем удобрения на содержание подвижного алюминия в дерново-подзолистых почвах Вятско-Камской провинции и определение его воздействия на продуктивность ряда полевых культур.
В соответствии с целью исследований были поставлены следующие задачи:
- установить влияние извести, минеральных и органических удобрений на агрохимические свойства дерново-подзолистых почв и содержание в них подвижного алюминия;
- выявить связь содержания подвижного алюминия и агрохимических показателей дерново-подзолистых почв;
- определить зависимость урожайности полевых культур от содержания подвижного алюминия в почве;
- оценить влияние систем удобрения на урожайность и качество продукции полевых культур;
- определить содержание подвижного алюминия в почвах Удмуртской Республики на примере одного района;
- дать экономическую и энергетическую оценку возделыванию сельскохозяйственных культур в зернотравянопропашном севообороте при различных системах удобрения.
Научная новизна. Впервые в Удмуртской Республике получены результаты длительного действия извести, органических и минеральных удобрений на продуктивность полевых культур VIII ротации севооборота и на агрохимические свойства дерново-среднеподзолистой среднесуглинистой почвы, в том числе содержание подвижного алюминия. В полевых и лабораторных условиях изучена связь содержания подвижного алюминия с основными агрохимическими показателями плодородия почвы. Рассчитаны уравнения множественной регрессии, позволяющие определить содержание подвижного алюминия в почве, используя показатели рНKCl, гидролитической кислотности, суммы обменных оснований, степени насыщенности почв основаниями, содержания подвижного фосфора. Установлена зависимость урожайности сельскохозяйственных культур от содержания подвижного алюминия в почве.
Практическая значимость работы. Подтверждена закономерность появления подвижного алюминия при подкислении почвы, значительное снижение содержания его подвижных форм при проведении известкования. Установлены корреляционные связи содержания подвижного алюминия с такими показателями, как рНKCl, гидролитическая кислотность, сумма обменных оснований, степень насыщенности почв основаниями, гумус, содержание подвижного фосфора и степень его подвижности, фракционный состав минеральных фосфатов. Показана зависимость продуктивности полевых культур (озимая рожь, кормовая свёкла, ячмень, овёс) от уровня содержания подвижного алюминия в почве.
Результаты полевых опытов были проверены в производственных условиях. Кроме общепринятых агрохимических показателей рассчитан коэффициент корреляционной связи подвижного алюминия с содержанием марганца, кальция, магния в почве на общей площади 27,2 тыс. гектаров пашни. Результаты исследований используются в учебном процессе ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА и учитываются в исследованиях ГНУ Удмуртский НИИСХ РАСХН.
Методология и методы исследования. Методология проводимого исследования основана на анализе научных публикаций, формулировке цели, задач и программы исследования, закладке и проведении полевых опытов, наблюдений, лабораторных исследований, статистической обработке экспериментальных данных и анализе полученных результатов. В основу исследований были заложены общепринятые методики и ГОСТы, используемые в агрохимии.
Положения, выносимые на защиту:
-
Содержание подвижного алюминия находится в тесной корреляционной связи с физико-химическими показателями дерново-подзолистой почвы.
-
Органоминеральная система удобрения на фоне извести достоверно изменяет агрохимические показатели почвы и способствует снижению содержания подвижного алюминия.
-
Минеральная и органоминеральная системы удобрения на фоне извести повышают продуктивность полевых культур и улучшают качество продукции.
Степень достоверности и апробация результатов исследований. Исследования проводились на базе длительных стационарных опытов, что определяет высокую степень их достоверности. Полевые опыты заложены в четырёхкратной повторности, а лабораторные эксперименты – по общепринятым методикам с шестикратным повторением. Экспериментальный материал статистически обработан методом дисперсионного и корреляционно-регрессионного анализа. Основные положения диссертации докладывались на ежегодных Всероссийских научно-практических конференциях ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА (2010, 2011, 2012, 2013), Всероссийской научно-практической конференции ГНУ Удмуртский НИИСХ (2012), Международных научно-практических конференциях ГНУ Пермский НИИСХ (2013), ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА (2013).
По теме диссертации опубликовано 7 научных печатных работ, в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения и предложений производству. Работа изложена на 123 страницах компьютерного текста, включает 25 таблиц, 4 рисунка, 16 приложений. Список литературы включает 239 наименований, в т.ч. 22 на иностранных языках.
