Введение к работе
Актуальность темы. Решение проблемы обеспечения населения необходимым объемом качественного продовольствия во многом зависит от эффективного использования земельных ресурсов, их экологического состояния. Ставропольский край является крупным производителем сельскохозяйственной продукции, особенно продовольственного зерна, удельный вес которого от общего объема в России составляет 16-20%.
На долю сельскохозяйственных угодий в Ставропольском крае приходится 5,8 млн. га, что составляет 87,9% от общей площади земель краевого земельного фонда. Из сельхозугодий 4,0 млн. га или 69,0% занимает пашня. Однако широкое развитие деградационных процессов, которым подвержено 55% пашни, и возможное усиление водной и ветровой эрозии в связи с современной тенденцией изменения климата создают угрозу устойчивости развития не только зерновой отрасли, но и всего АПК края.
В сложившейся ситуации мощное стабилизирующее воздействие на агроландшафты края может оказать переход на адаптивно-ландшафтные системы земледелия, что требует более дифференцированного использования земельных ресурсов, их защиты от деградационных, в первую очередь, эрозионных процессов и оценки допустимого уровня интенсификации использования каждой структурной единицы агроландшафта.
Применение агрохимических средств вызывает как положительные, так и отрицательные изменения состояния почв, что подтверждается многочисленными исследованиями (Минеев, 1990; Шишов, 1991; Ковда,1995; Чижикова, 1992, 2003 и др.) и практикой. В связи с этим для предотвращения негативных изменений, особенно необратимых, важным является установление взаимосвязи между фундаментальными, практически нерегулируемыми свойствами почв (гранулометрическим, минералогическим, вещественным составами), оказывающими устойчивое и долговременное влияние на функционирование почв, и подвижными, легко изменяющимися агрохимическими показателями.
Целью настоящей работы является изучение изменения минералогического и агрохимического состояния черноземов Центрального Предкаказья в системе адаптивно-ландшафтного земледелия на примере полигона «Агроландшафт».
Задачи исследований:
- определить характер распределения гранулометрических фракций почв на трёх сопряженных элементах ландшафта в пределах катены;
- установить влияние различных доз минеральных удобрений на минералогический состав тонкодисперсных фракций (< 1, 1-5, 5-10 мкм) почв ландшафтных таксонов;
- выявить особенности распределения валовых макро- и микроэлементов в почвах агроландшафта;
- дать дифференцированную оценку природным запасам основных элементов питания растений (калия, фосфора, магния) почв полигона;
- установить влияние систематического применения различных доз минеральных удобрений на реакцию среды, гумусное состояние, содержание подвижных форм калия и фосфора в почвах структурных единиц агроландшафта в полевом восьмипольном севообороте;
- определить роль защитных лесных насаждений разного возраста (посадки 1947 и 1970 гг.) и буферных агростепных полос, входящих в состав противоэрозионных рубежей на полигоне «Агроландшафт», в изменении минералогического и агрохимического состояния почв различных подурочищ ландшафта.
Научная новизна:
- впервые получена сопряженная характеристика минералогического и агрохимического состояния почв в типичном агроландшафте Центрального Предкавказья;
- установлены закономерности распределения минералов тонкодисперсных фракций (< 1, 1-5, 5-10 мкм) и запасов основных элементов питания растений (калия, фосфора, магния) в них в пределах почвенно-геохимической катены Ташлянского ландшафта байрачных лесостепей;
-выявлены тренды изменений свойств почв, их минералогического и химического составов под влиянием систематического применения разных доз минеральных удобрений;
- подтверждена эффективность противоэрозионных рубежей из системы защитных лесных насаждений и агростепных полос на основе анализа поведения минералогических и агрохимических свойств почв.
Защищаемые положения:
- почвы разных ландшафтных таксонов отличаются по гранулометрическому составу, распределению валовых макро- и микроэлементов, особенностям минералогического состава илистого вещества, соотношению в нём минеральных фаз, реакции среды, содержанию гумуса и обменного калия, что требует индивидуального подхода к их использованию;
- необходима дифференциация доз применяемых удобрений в черноземах разных подурочищ агроландшафта и осуществление мониторинга реакции среды для предотвращения необратимых изменений свойств почв;
- система защитных лесных насаждений и агростепных полос на полигоне «Агроландшафт» обеспечивает противоэрозионную стабилизацию минералогических и агрохимических показателей плодородия черноземов.
Практическая значимость. Дано научное обоснование для разработки эффективной системы минеральных удобрений и технологии внесения калийных удобрений для склоновых земель, а также мероприятий по сохранению и повышению плодородия почв в агроландшафте путем периодического перемещения по склону (каждые 7-10 лет) агростепных полос. Результаты исследований подтверждают, что модель противоэрозионной организации полигона может использоваться при землеустройстве склоновых агроландшафтов.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на международных научных конференциях «Теоретические и прикладные проблемы использования, сохранения и восстановления биологического разнообразия травяных экосистем» (г. Михайловск, 2010), «Ресурсный потенциал почв – основа продовольственной и экологической безопасности России» (г. Санкт-Петербург, 2011), международном симпозиуме «Биокосные взаимодействия в природных и антропогенных системах» (г. Санкт-Петербург, 2011), всероссийских научных конференциях «Закономерности изменения почв при антропогенных воздействиях и регулирование состояния и функционирования почвенного покрова» (г. Москва, 2010), «Генезис, география, классификация почв и оценка почвенных ресурсов» (г. Архангельск, 2010), заседаниях ученого совета ГНУ Ставропольский НИИСХ (2006-2010 гг.).
Публикации. По материалам исследований опубликовано 8 работ, в т.ч. 2 в изданиях, рекомендованных ВАК.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы, приложений и предложений производству. Работа изложена на 151 странице компьютерного текста, содержит 71 таблицу, 35 рисунков, 31 приложение. Список использованной литературы включает 293 наименования, в том числе 18 иностранных авторов.
