Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор 9
История изучения и классификационное положение зональных почв .
1.1.1. Дерново-подзолистые почвы 9
1.1.2. Серые лесные почвы 14
1.2. Диагностические признаки свойств почв и их изменчивость 18
1.2.1. Мощность пахотного горизонта 19
1.2.2. Содержание гумуса 23
1.2.3. рН почвенной суспензии Динамичные свойства содержания подвижного фосфора
1.2.4. и обменного калия
1.2.4.1. Подвижный фосфор 28
1.2.4.2. Обменный калий 30
Глава 2. Природные условия и методика исследований . 34
2.1. Географическое положение 34
2.2. Природные условия 34
2.3. Методы исследования 45
Глава 3. Результаты исследования 48
Статистические параметры морфометрических измерений зональных пахотных почв
3.1.2. Серые лесные почвы Статистические параметры свойств почв
3.2.1. Дерново-среднеподзолистые пахотные почвы 58
3.2.2. Светло-серые лесные пахотные почвы 62
3.2.3. Серые лесные тяжелосуглинистые почвы 67
3.2.4. Темно-серые лесные пахотные почвы Географические закономерности распределения
3.2.5. морфометрических признаков и свойств Профильное распределение основных продуктов
3.2.6. почвообразования 83
Типичные значения признаков и свойств пахотных почв 91
Типичные значения дерново-подзолистых пахотных почв
Типичные значения светло-серых лесных пахотных почв. 96
3.3.3. Типичные значения серых лесных почв Типичные значения темно-серых лесных пахотных
3.3.4. Урожайность озимой ржи и содержание элементов питания в современном земледелии .
Связь между агрохимическими свойствами и урожайностью озимой ржи в Привятской полосе
Агрохимические свойства и урожайность озимой ржи
3.4.2. Мамадышском муниципальном районе
Выводы 120
Список литературы
- Диагностические признаки свойств почв и их изменчивость
- Природные условия
- Серые лесные тяжелосуглинистые почвы
- Типичные значения серых лесных почв Типичные значения темно-серых лесных пахотных
Введение к работе
Актуальность темы. Почва является биокосным телом и представляет дом для второй половины живого вещества – естественной и культурной растительности. Корневая система растений избирательно извлекает из подземных запасов необходимые элементы питания. Однако эта связь не односторонняя, в свою очередь, расположенная в профиле горной породы корневая система оказывает существенное влияние на ее химический состав, физическое строение, биологическую активность и другие режимы, свойства. В результате всего этого формируется новое природное тело с специфическим веществом – гумусом и непосредственным продуктом почвообразования за счет биохимических процессов.
Почвообразование со временем несколько ускоряется за счет усиления биологической активности, дает начало формирования генетических горизонтов. Преобразование горной породы в новый субстрат – в природное тело – процесс длительный, проходит в течение многих веков, представляет собой по А.А. Роде (1971) «необратимый процесс» и продолжается также в наше время, находит отражение в морфологическом строении и параметрах почвенных свойств согласно триады «факторы – процессы – свойства» известного почвоведа-географа И.П. Герасимова (1986).
Согласно работ Л.Л. Шишова и др. (1991) почвенные свойства по
изменчивости во времени под воздействием многочисленных факторов
группируются на фундаментальные, устойчивые и подвижные или
динамичные. Все эти свойства между собой взаимосвязаны,
фундаментальные подпитывают состояние устойчивых, даже динамичных свойств, в конечном итоге определяют продуктивность биоценозов и сельскохозяйственных культур.
В современном мире почва и ее ресурсы становятся незаменимой
производительной силой, ее возможности в создании продовольствия
отражены в морфологическом строении и показателях почвенных свойств,
что нацеливает на постоянный мониторинг за состоянием почв, их свойств и
производительной способности. Мониторинг почв имел особую значимость в
экстенсивном земледелии, где урожайность сельскохозяйственных культур
создавалась за счет потенциальных запасов плодородия, но значимость его
высока и в интенсивном земледелии в период применения
концентрированных минеральных удобрений и средств защиты растений.
В данной работе рассматриваются результаты обобщения накопленной почвенной информации за период выполнения крупномасштабных почвенных исследований от середины 1950-х годов до начала третьего тысячелетия.
Осуществлена обработка показателей почвенных свойств и измерений морфологического профиля, интенсивно используемых в земледелии представителей зональных почвенных типов и подтипов тяжелосуглинистого гранулометрического состава.
Степень разработанности темы исследования. В получении и
интерпритации статистических параметров применяются методы
вариационной статистики, описанные в работах Е.А. Дмитриева (1972, 1995), В.И. Савича (1972), П.Ф. Рокицкого (1973), Б.А. Доспехова (1985). На практике они были применены в работах С.И. Соколова (1929,1949), И.Г. Важенина (1963), И.А. Крупеникова (1967), Н.А. Миронова и др. (1975), И.П. Охинько и др. (1991), И.Д. Давлятшина (1993, 2008) и других ученых.
Целью исследования является оценка морфологического строения и почвенных свойств на основе обобщения накопленной информации для получения оптимальных их параметров питания и обитания районированных зерновых культур для создания модели, направленной на рациональное использование региональных почвенных (земельных) ресурсов.
Задачи исследования:
собрать материалы по морфологии и химической характеристике почв из материалов крупномасштабных почвенных исследований;
провести первичную обработку собранной информации и распределять их по выборкам;
- создать банк данных почвенных свойств и размещения генетических
горизонтов;
- провести статистическую обработку выборок по имеющейся
программе;
- провести систематизацию полученной статистической информации;
осмысление полученной информации в виде выводов по каждому свойству и признаку;
выявлять связи профильного распределения почвенных свойств и между собой;
- представить обобщение в форме законченной работы;
-разработать предложения по региональному воспроизводству
плодородия.
Научная новизна. На основе материалов крупномасштабных
почвенных исследований впервые получены статистические показатели морфометрических измерений и свойств почв, представляющих нулевой цикл мониторинга за состоянием пахотных почв, направленных на рациональное использование в начальной стадии интенсификации земледелия. Полученные статистические параметры дают представление о характере изменения почв под воздействием их обработки для выращивания и открывают возможность регулирования в ходе хозяйственной деятельности за счет применения органических, минеральных удобрений, известкования и внесения фосфоритной муки в кислые почвы. Одновременно изучена корреляционная связь между динамичными почвенными свойствами и урожайностью озимой ржи в ретроспективном плане.
Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные материалы обобщения пахотных почв Привятской полосы Предкамья
являются материалами первичного мониторинга, служат исходной матрицей для разработки модели высокоплодородной почвы.
Ретроспективный анализ агрохимического состояния почв – содержания подвижных форм фосфора, обменного калия и урожайности озимой ржи на региональном уровне (муниципального землепользования) позволяет их считать в качестве ведущих критериев для оценки продуктивности и с последующим прогнозированием урожайности районированных зерновых культур.
Результаты исследования применяются в учебном процессе при чтении лекций по направлению «Агрохимия и агропочвоведение», входят в учебные пособия для подготовки бакалавров.
Методология и методы диссертационного исследования.
Исследования проводились по материалам почвенного обследования, с созданием базы данных морфометрии и свойств основных зональных почв, обработанных методом математической статистики.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Совокупность фундаментальных и устойчивых почвенных свойств, морфологических признаков представляют собой материал для оценки потенциального плодородия дерново-подзолистых и серых лесных почв;
-
Статистические параметры морфологического строения и почвенных свойств являются исходной матрицей для разработки модели высокоплодородной почвы;
-
Наиболее действенные факторы создания высоких и устойчивых урожаев озимой ржи – динамичные свойства (подвижные формы фосфора, калия), регулируемые в ходе хозяйственной деятельности и служащие для научного прогнозирования продуктивности агроценозов.
Степень достоверности результатов. Первичный материал
полученный входе почвенного обследования, выполнялся по методикам входящим в базу ГОСТов Общероссийского классификатора стандартов Российской Федерации. Достоверность исследования определяется законом нормального распределения, полученными статистическими параметрами и публикациями основных результатов в изданиях, включенных в Перечень российских рецензируемых научных журналов ВАК.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на Международных, Всероссийских, региональных научных, научно-практических конференциях (Чебоксары, 2000; Казань, 2000, 2002, 2003, 2017; Йошкар-Ола, 2007),использованы в печатных работах (Справочник агрохимика, Казань, 2013; Агрохимические факторы, атмосферные осадки и урожайность яровой пшеницы в лесостепи среднего Поволжья, Казань, 2016).
Публикации. По теме диссертации опубликованы 11 статей, в том числе 4 из них в периодической печати, рекомендованной ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Работа изложена на 120 стр. компьютерного набора, состоит из введения, 3 глав, основных выводов и
Диагностические признаки свойств почв и их изменчивость
Почва как природное тело формируется за счет имеющих место естественных процессов. В результате профиль горной породы претерпевает изменения под влиянием факторов происходит дифференциация их химических, физических, физико-химических свойств включая гранулометрический и минералогические составы.
В результате вовлечения естественных почвенных формирований в сферу сельскохозяйственного производства и воздействия агрохозяйственных факторов появляется рукотворный новый горизонт – пахотный, что отражается на всей судьбе почв и естественных процессах. В целом создаются новые условия протекания почвообразовательного процесса [Почвообразовательные процессы, 2006].
Агрогенное воздействие вызывает изменение в цепочке «факторы-свойства», начиная от генетических горизонтов до обеспеченности почвенными элементами питания.
Распашка естественных целинных почв и их использование в земледелии полностью нарушают верхние горизонты почв, в одних случаях замедляют естественные процессы, например, процесс создания дернины, в других случаях, наоборот, ускоряют. Под пашней ускоряются окислительные процессы последующих растительных остатков, быстрее происходит минерализация гумуса за счет улучшения воздушного режима [Тонконогов, Лебедева, Герасимова, 2006].
Естественные или природные процессы различаются по скорости, темпам протекания от типовой и подтиповой принадлежности. В дерново-подзолистых пахотных почвах выщелачивание элементов питания несколько ускорено по сравнению с почвами ненарушеного строения за счет улучшения водопроницаемости этих почв. Повышение влагоемкости и элементов питания пахотного горизонта создают хорошие условия роста и развития культурных растений, чем естественной растительности [Муромцев, Семенов, 2006]. Основные направленияизменения анализируются в разрезе морфологического строения и почвенных свойств подтиповой и типовой принадлежности почв.
В процессе земледельческого освоения дерново-подзолистых почв нарушается верхняя часть их профиля, в зависимости от времени их освоения пахотные почвы обретают профиль (Справочник агрохимика, 2013): Апах – А1А2 –А2 – А2В – В(1-3)h,t,f,al – ВС – С (1); Апах–А2 – А2В – В(1-3)h,t,f,al – ВС – С (2); Апах – А2В – В(1-3)h,t,f,al – ВС – С (3);
Строение почвенного профиля дерново-подзолистых почв (формулы 1, 2) соответствует времени до начала коллективизации и охватывает ее начальный период, описывается в работах И.В. Тюрина (1933). В это время мощность пахотного горизонта в редких случаях достигала 15 см, соответственно в пахотных дерново-подзолистых почвах сохранился подзолистый горизонт А2, иногда – сложный горизонт А1А2. Под пашней светло-серые лесные почвы имеют следующую морфологическую формулу: Апах –А1А2 – А2В – В1t – В2t – В3t – ВС – С(ca) (4) ; Апах – А2В – В1t – В2t – В3t – ВС – С(ca) (5) Здесь строение профиля по 4 формуле соответствует до начала тракторной (механизированной) обработки почвы, 5 формула – современным условиям. В серых лесных почвах после распашки морфологическая формула 6 имеет упрощенный вид [Справочник агрохимика, 2013]: Апах – А2В – В1 t– В2t – В3t – ВС – С (6) Темно-серые лесные почвы являются переходным подтипом в черноземы, в морфологической формуле 7 появляется переходный горизонт АВ, что ее упрощает после распашки: Апах – [АВ] – В1 – В2 – ВС – Ск[C] (7) Краткий анализ показывает, что почвы северного происхождения – дерново-подзолистые – имеют пахотный горизонт с наименьшими показателями, характеризующими плодородие. Повышение мощности пахотного горизонта требует и труда, и материальных средств. Исторический анализ этого процесса приводится в коллективной монографии «Почвообразовательные процессы» (2006) и региональных работах. Рядом исследователей дано теоретическое обоснование необходимости создания мощного пахотного слоя на дерново-подзолистых и серых лесных почвах [Мосолов, 1937; Афанасьев, 1938; Утэй, 1941, 1956; Винокуров, Колоскова, 1942, 1969; Макаров, 1947; Колоскова, 1961, 1968; Коршунов, 1972].
Этот вопрос получил дальнейшее развитие в работах М.З. Гайнутдинова (1981). Им показано положительное влияние резкого углубления пахотного слоя серых лесных почв на их структурное состояние, накопление в них влаги, на изменение их химических свойств, а отсюда – и на урожайность полевых культур.
В ходе экспериментальных результатов исследования М.З. Гайнутдинов отмечает, что одним из основных способов культурного улучшения серых лесных пахотных почв может быть резкое углубление пахотного слоя путем вовлечения в него некоторой части иллювиального горизонта. И.В. Утэй (1941) предложил перемешать иллювиальный горизонт В под пахотный, и подзолистый на место иллювиального горизонта. В целях практического осуществления идеи сконструировал двухъярусный плуг. Применение перечисленных агротехнических приемов резко повышает производительность серых лесных и дерново-подзолистых почв [Утэй, 1968]. Углубление пахотного горизонта имеет ряд преимуществ перед обычной вспашкой. Они в следующем: Глубокая вспашка на глубину 28-30 см серых лесных и дерново-подзолистых почв приводит к значительному улучшению водно-физических свойств почв, способствует накоплению большого количества продуктивной влаги, увеличивает количество водопрочных агрегатов с последующей их устойчивостью, чем при обычной вспашке. При изменении водно-физических свойств углубленного пахотного слоя усиливаются происходящие процессы нитрификации и ухудшается фосфорное питание растений. При углублении молодые растения сельскохозяйственных культур меньше страдают от кратковременных засух за счет большей влагоемкости пахотного горизонта.
Природные условия
За 1976-2015 годы в пахотные угодья региона в среднем внесено 5,4 т/га навоза. Самые высокие показатели насыщенности пашни навозом характеризуют начало 1990-х годов – 9,1-11,0 т/га, а за весь период наблюдения от 2,1 до 11,0 т/га.
Внесение органических удобрений способствует поддержке гумусового состояния пахотных почв, улучшению агрономического их состояния. В сегодняшних условиях сохранить бездефицитный баланс гумуса за счет внесения органических удобрений проблематично. Наиболее простым и доступным средством, остается введение в севооборот многолетних трав. Не менее 20% общей площади пашни должно быть занято многолетними травами. Дополнительным источником пополнения запасов гумуса может быть возделывание сидеральных культур. Запашка 250-290 ц зеленой массы сидератов соответствует внесению 50 т навоза [Нуриев и др., 2009]. В исследуемом регионе с конца 60-х годов начали применять местную агроруду – сыромолотый фосфорит без предварительного обогащения, и проводить мелиорацию кислых почв известью. Теоретически и практически доказано, что наличие кислых почв является одним из главных лимитирующих факторов получения высоких и стабильных урожаев сельскохозяйственных культур. Одним из главных приемов улучшения свойств таких почв является известкование, при помощи которого достигается нейтрализация кислотности почвы.
Известкование, помимо нейтрализации кислотности почв, существенно изменяет её свойства. Основания, привносимые с известью, коагулируют почвенные коллоиды, что способствует улучшению и появлению водопрочной структуры. В результате улучшения структуры повышается водопроницаемость и аэрация, уменьшается процесс образования корки на поверхности почвы и значительно облегчается обработка тяжелых почв.
В результате внесения полных доз извести усиливается активизация деятельности полезных почвенных микроорганизмов и биохимических процессов, что приводит к увеличению количества нитратов, подвижных форм фосфора, кальция. В целом известкование позволяет снижать на 15-20% дозы азотных и фосфорных удобрений. Кроме этого, способствует лучшей готовности поля весной и в период экстремальных погодных условий. На сильнокислых почвах эффект от приема удобрений снижается на 20-40% [Алиев, Нуриев, Шакиров, 1995,1999; Алиев, Нуриев, 2002].
В условиях республики, а также региона проводится известкование кислых почв. Систематическое внесение известковых удобрений в республике проводится с 1967 года, а с 1986 года осуществлен переход на пятилетний цикл известкования со среднегодовыми объемами до 318–353,3 тыс. га. Соответственно, в республике работают 34 карьера по добыче известковой муки [Алиев и др., 2002]. Эффективность известкования подтверждается окупаемостью 1 т СаСО3 прибавкой урожая зерновых культур до 1,3–1,6 ц/га. Согласно исследованиям Ш.А. Алиева, С.Ш. Нуриева, В.З. Шакирова (2002) оптимальная доза извести составляет 3-4 т/га. Систематическое известкование кислых почв по региону начато с 1976 года, за это время внесено извести на площади 222,8 тыс. га. Средняя годовая площадь известкования составляет 6,9 тыс. га.
Таким образом, в регионе проводится значительная работа по улучшению состояния свойств пахотных почв. Однако темпы известкования и внесение агрохимикатов в последние годы резко снизились, что, в первую очередь сказывается на балансе элементов питания, на увеличении площади кислых почв, на уменьшении концентрации гумуса в пахотных почвах региона.
В данной работе рассматриваются материалы крупномасштабного почвенного и агрохимического обследования, проводимого сотрудниками Росгипрозем и Центром агрохимической службы «Татарский» в разрезе хозяйств муниципальных районов Привятской полосы Предкамья Республики Татарстан, многолетняя урожайность озимой ржи и результаты хозяйственной деятельности.
Из материалов крупномасштабного почвенного обследования сельскохозяйственных предприятий (1976-2004) формировались выборки по почвенным разновидностям в пределах почвенных горизонтов по следующим свойствам: морфологические показатели, содержание гумуса, сумма поглощенных оснований, гидролитическая кислотность, рН солевой и водной вытяжки, содержание частиц менее 0,01 и 0,001 мм, содержание подвижных форм фосфора и калия.
По данным агрохимического обследования в выборку включены содержание подвижных форм фосфора и калия, значения рН, отобранных с пахотного горизонта тростевым агрохимическим буром с каждых 20 га в разрезе сельскохозяйственных предприятий по циклам (1976-2015). За исследуемый период с 1976-2015 годы собраны сведения о хозяйственной деятельности региона – внесении минеральных и органических удобрений, фосфоритовании и известковании кислых почв, урожайности озимой ржи.
Полученный материал выборок, составленных с учетом всех уровней таксонов, обрабатывался методом математической статистики, в результате выявлены закономерности изменений показателей среднеквадратичного отклонения, ошибки средней, коэффициентов вариации, критериев согласия Пирсона, Колмогорова-Смирнова и других по почвенным свойствам и морфологическим признакам дерново-подзолистых и серых лесных тяжелосуглинистых почв региона. Применение статистических параметров для обобщения морфологической и аналитической информации были проведены рядом исследователей, в частности И.А. Мироновым и др. (1975), И.П. Охинько и др. (1991), И.Д. Давлятшиным (1993, 2008).
В результате обработки методом статистического анализа получены среднеарифметические показатели почвенных свойств, следующих зональных таксонов: дерново-среднеподзолистых тяжелосуглинистых почв, светло-серых лесных обычных тяжелосуглинистых почв, серых лесных обычных тяжелосуглинистых почв, темно-серых лесных обычных тяжелосуглинистых почв. Для получения и оценки полученных показателей использовались методические руководства Е.А. Дмитриева (1972, 2008), П.Ф. Рокицкого (1973), Б.А. Доспехова (1985).
На основе полученных данных рассчитаны доверительные типичные значения пахотного и подпахотного горизонтов свойств почв, позволяющие определить их уровень плодородия и меры по их улучшению в условиях интенсивного земледелия. (Дмитриев 1972, 2008; Орлов и др., 2004; Когут, 2012).
Серые лесные тяжелосуглинистые почвы
Верхняя часть светло-серой лесной почвы подвергается кислотному гидролизу, в результате наложения подзолистого процесса. Верхние горизонты обедняются илистой фракцией, продукты разрушения перемещаются почвенным раствором в иллювиальный горизонт, где они и аккумулируются. Часть илистых частиц мигрирует без существенного разрушения и эти два процесса идут совместно.
Содержание физической глины в профиле подтверждает элювиально-иллювиальный тип [Розанов, 1983]. При этом, содержание физической глины составляет 44,1% в верхнем горизонте, 56,1% – в нижних горизонтах. Что соответствует тяжелосуглинистому гранулометрическому составу верхнего горизонта и переходит в легкоглинистый состав в иллювиальном горизонте и почвообразующей породе.
Емкость поглощения и сумма поглощенных оснований имеет тесную зависимость с содержанием почвенного органического вещества и частиц с размером 0,001мм минеральной части почвы. Поэтому сумма поглощенных оснований изменяется в пределах 16,4–25,8 ммоль на 100 г почвы, с минимальными показателями в переходном горизонте А1А2 и максимальным – подгоризонте В2 (таблица 11). Коэффициенты вариации изменяются от 15,8% до 24,7%. Илистая фракция (частицы 0,001мм) входит в состав физической глины (частицы 0,01мм), что позволяет рассматривать корреляционную связь между ними по генетическим горизонтам (таблица 12). При этом сравниваемые показатели характеризуют различные почвенные разрезы, заложенные по всей территории изучаемого региона, то есть эти коэффициенты получены в пространственном ряду почв, даже почвенных горизонтов. Полученные коэффициенты достоверны при уровне значимости равной 0,05, при этом они характеризуют тенденцию укрепления связи в верхней части почвенного профиля, чем в нижней части.
Исключение составляет связь между содержанием частиц в пахотном горизонте. Видимо, разрыхление связи обусловлено за счет процессов водной эрозии почв.
Значения гидролитической кислотности изменяются от 2,8 до 3,4 ммоль на 100 г почвы (таблица 11). Отдельные колебания гидролитической кислотности пахотного и подпахотного горизонта достигают до 7.4-8.8 ммоль на 100 г почвы. Коэффициенты вариации показывают высокую изменчивость этого показателя светло-серых лесных почв и варьируют от 44,9 до 55,8%. Это происходит из-за разнообразия почвообразующих пород, проявления подзолистого процесса и хозяйственной деятельности на почвах пахотных угодий.
Степень насыщенности основаниями находится в пределах от 86,3 до 90,2%, с минимумом в пахотном горизонте, а максимумом в подгоризонте В2. Поэтому светло-серые лесные почвы данного региона необходимо периодически известковать.
Для этих почв характерна кислая реакция среды, в результате периодически промывного типа водного режима и кислой реакции образованных гумусовых веществ, а находящиеся в этих горизонтах щелочноземельные основания недостаточны для нейтрализации формирующихся слабых органических кислот [Кононова, 1963; Пономарева, 1964; Александрова, 1980; Пономарева, Плотникова, 1980 и др.].
В пахотном и подпахотном горизонтах почв слабокислая реакция, изменяясь вниз по профилю до среднекислой. Ситуация отражает в данном случае ослабление дифференциации генетических горизонтов.
Диапазон значений рН солевой суспензии составляет от 4,4-6,7 в пахотном горизонте, при этом минимум характеризует В2 горизонт, а нижняя часть профиля характеризуется максимальными значениями. Данные большей части почвенных разрезов подтверждают то, что почвообразующие породы описываемых почв содержат карбонаты и имеют слабощелочную реакцию (таблица 11). Статистические показатели свойств светло-серых лесных почв дифференцированы по уровню варьирования. Показатели по содержанию гумуса, емкости поглощения и суммы поглощенных оснований относится к средней степени варьирования, за исключением гидролитической кислотности.
Светло-серые лесные почвы формируются на самой северной полосе лесостепной зоны под влиянием двух основных процессов – дернового и подзолистого. При этом в светло-серых почвах подзолистый процесс выражен сильнее, чем дерновый, что проявляется на сравнительном анализе статистических параметров свойств, особенно содержания гумуса дерново-подзолистых и светло-серых лесных почв.
Типичные значения серых лесных почв Типичные значения темно-серых лесных пахотных
В отличие от фундаментальных, устойчивые свойства имеют более широкий диапазон колебания показателей. Так, содержание гумуса имеет предельные значения – 3,4-7,4 % при среднеарифметической, равной 5,3% и при типичных его значениях – 4,7-5,8 %. Эти данные говорят, что большая часть представителей выборки имеет повышенное содержание гумуса. Однако в подпахотном горизонте А2В содержание гумуса варьирует в широком диапазоне, типичные его значения колеблются от 1,8до 2,9 %.
Отмеченные закономерности изменения содержания гумуса имеют продолжение в величине емкости катионного обмена и суммы поглощенных оснований. Подводя итог по настоящему разделу, отметим следующее: Типичные значения почвенных свойств являются диагностическими показателями подтиповой принадлежности почв, так и могут служить эталоном приоценке результатов хозяйственной деятельности.
Распределение типичных значений мощности пахотного горизонта в большей степени зависит от хозяйственной деятельности. На момент обследования почвенного покрова мощность пахотного горизонта изменяется в узком диапазоне и составляют в среднем 24-25 см, а типичные значения нижней границы подпахотного горизонта А2В в основном обусловлены условиями почвообразования и генезисом почв определяются подтиповой их принадлежностью. Типичные значения свойств, их диапазон колебаний также косвенно отражают современное состояние плодородия почв и позволяют наметить объем предстоящих работ по оптимизации почвенного покрова пахотных угодий в целях повышения продуктивности районированных сельскохозяйственных культур. Анализируемый регион является частью Нечерноземья Российской Федерации. Здесь преобладают дерново-подзолистые и серые лесные почвы, характеризующиеся низким уровнем плодородия. При этом лимитирующим фактором урожайности районированных культур, представленных в основном представителями зерновых, является недостаток элементов питания – макро и микроэлементов. Другие компоненты, формирующие продуктивность зерновых культур, тепловые ресурсы, вода и свет достаточны, что определило развитие земледелия в данном регионе.
Экстенсивное земледелие предусматривает формирование и получение урожая сельскохозяйственных культур за счет естественного потенциального плодородия почв. После распашки целинных почв за счет минерализации органических остатков наблюдается заметное повышение концентрации основных элементов питания - азота, фосфора и калия, что отражает сравнительно высокие урожаи культур. Через 2-3 года содержание подвижных элементов уменьшается, принимает равновесное состояние, а уровень урожайности определяется лимитирующим содержанием элементов питания. Соответственно, средняя урожайность зерновых культур не превышала 4-7 ц/га. Ситуация изменилась с началом применения минеральных удобрений. Интенсивное земледелие предусматривает соблюдение закона возврата элементов плодородия, первые его шаги направлены на исключение макроэлементов питания из списка лимитирующих путем внесения минеральных удобрений и создание оптимальных условий рН среды. Одновременно создается оптимальное пространство для корневой системы -мощный пахотный горизонт.
В данном разделе анализируются факторы интенсификации земледелия – общее количество применяемых минеральных и органических удобрений, извести и агрохимическое состояние пахотных почв Привятской полосы и отдельно в Мамадышском районе. В республике за последние три-четыре десятилетия произошел заметный рост урожайности зерновых культур. Здесь проводится ретроспективный анализ факторов интенсификации земледелия, агрохимических свойств пахотных почв и урожайности озимой ржи. Состояние агрохимических свойств и урожайность ведущих сельскохозяйственных культур дифференцируются в зависимости от почвенно-климатических условий и четко проявляются в условиях достаточного атмосферного увлажнения. В республике таким регионом является Предкамье, которое в последние годы выделяется устойчивыми производственными показателями по урожайности зерновых культур.
Систематическое применение минеральных и органических удобрений оказывает всестороннее влияние на процесс почвообразования, обуславливает изменение агрохимических свойств по всему профилю. Эти изменения особенно существенны в пахотном горизонте и в первую очередь относятся к содержанию подвижных макроэлементов питания.
Систематическое внесение минеральных удобрений началось с 1964 года в связи с созданием Агрохимической службы РФ. К середине 1970-х годов (на момент второго тура агрохимического обследования) количество внесенных минеральных удобрений достигло 47,7 кг/га, а к 1993 году – 287,2 кг/га действующего вещества (наивысшие показатели). За этот период также наблюдается рост внесения органических удобрений от 4,3 до 9,1 т/га. Площади ежегодного известкования кислых почв возрастают от 0,9 до 11,0 тыс. га (таблица 28.). К последним турам агрохимического обследования наблюдается тенденция снижения поступления элементов питания и мелиорантов.