Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Современное состояние изученности вопроса 7
1.1 Экологические функции гумуса и пути регулирования гумусного состояния пахотных почв 7
1.2 Пути регулирования агрофизических и физико-химических свойств черноземов 18
1.3 Влияние различных систем удобрения на урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность севооборотов 32
Глава 2 Условия и методика проведения исследований 40
2.1 Характеристика почвенно-климатических условий 40
2.2 Погодные условия в годы проведения исследований 42
2.3 Место проведения и схема опыта 45
2.4 Методы лабораторных исследований 47
Глава 3 Гумусное состояние чернозема выщелоченного 50
3.1 Поступление пожнивно - корневых остатков в почву 50
3.2 Содержание гумуса 56
3.3 Качественный состав органического вещества 61
3.4 Баланс углерода 70
Глава 4 Агрофизические свойства чернозема выщелоченного 76
4.1 Плотность сложения и структурное состояние чернозема выщелоченного 76
4.2 Водопрочность структурных агрегатов 84
4.3 Общая порозность и порозность аэрации 88
4.4 Интерпретация структурного состояния 90
Глава 5 Агрохимические свойства чернозема выщелоченного 98
5.1 Физико-химические свойства чернозема выщелоченного 98
5.2 Содержание элементов питания 106
Глава 6 Урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность севооборотов 113
6.1 Влияние различных систем удобрения на урожайность сельскохозяйственных культур 113
6.2 Продуктивность севооборотов 115
6.3 Окупаемость применяемых систем удобрения 116
Глава 7 Взаимосвязь параметров почвенного плодородия при систематическом применении удобрений 118
Глава 8 Энергетическая, эколого-энергетическая и эколого-экономическая эффективность применения удобрений 127
Выводы 133
Предложения производству 135
Список использованной литературы 136
Приложения 7. 163
- Пути регулирования агрофизических и физико-химических свойств черноземов
- Погодные условия в годы проведения исследований
- Качественный состав органического вещества
- Взаимосвязь параметров почвенного плодородия при систематическом применении удобрений
Введение к работе
Актуальность. В современных агроландшафтах антропогенные и агро-генные воздействия на почву усиливают деградацию ее потенциального и эффективного плодородия, что сказывается в росте дегумификации, переуплотнении, декальцинации и утрате структуры. Возрастающий дефицит энергетических и материальных ресурсов привел к резкому сокращению техногенных средств повышения плодородия почвы и продуктивности сельскохозяйственных культур (Антропогенная эволюция ..., 2000; Кирюшин, 2000). Прогрессирующее подкисление пахотных почв региона вызывает рост незащищенности гумусовых веществ кальцием, что в сочетании со снижением содержания гумуса (и особенно его лабильных форм), уменьшением интенсивности биологического круговорота, вызывает ухудшение агрофизических свойств почвы.
Поэтому концепции современного земледелия должны основываться на экологизации подходов к сельскохозяйственному производству и широком использовании биологических принципов воспроизводства плодородия почв. Они включают в себя активизацию естественного биологического потенциала за счет введения севооборотов с повышенной долей многолетних (в первую очередь бобовых) трав, сидеральных культур, использования соломы, навоза и местных минеральных ресурсов (Трепачев, 1999; Миркин, Хазиев и др., 1999).
В связи с этим разработка биомелиоративных приемов сохранения и воспроизводства плодородия черноземных почв региона, обеспечивающих рост продуктивности полевых севооборотов, является актуальным направлением исследований.
Цель и задачи исследований. Цель исследований заключается в теоретическом и экспериментальном обосновании приемов регулирования плодородия почв за счет комплексного использования биологических и химических мелиорантов в условиях лесостепи Среднего Поволжья. Были поставлены следующие задачи:
-дать оценку гумусного состояния чернозема выщелоченного и его изменения под влиянием биологических и химических мелиорантов;
-исследовать влияние севооборотов, систем удобрения и известкования на плотность сложения пахотного слоя, структурное состояние и интегральные показатели агрофизических свойств почвы;
-изучить влияние химической мелиорации и различной интенсивности использования чернозема выщелоченного на динамику физико-химических свойств в условиях стационарного опыта;
-определить интегральные связи между основными параметрами почвенного плодородия в условиях применения удобрений;
-провести оценку влияния химических и биомелиорантов на продуктивность полевых севооборотов;
-дать энергетическую, эколого-энергетическую и эколого-экономическую оценку применения биологических и химических мелиорантов.
Научная новизна работы. Впервые в условиях правобережной лесостепи Среднего Поволжья на базе многолетнего стационарного опыта проведено комплексное изучение влияния севооборотов, биологических и химических мелиорантов на гумусное состояние, агрофизические и агрохимические свойства чернозема выщелоченного. Установлены взаимосвязи между: поступлением ПКО и гумусным состоянием; агрофизическими свойствами и содержанием гумуса и его лабильных форм; продуктивностью севооборотов и гумусным состоянием и агрофизическими свойствами почвы.
Практическая значимость работа. Установленные особенности влияния биомелиорантов и полевых севооборотов на гумусное состояние позволяют определить необходимое количество органического вещества (в виде навоза, пожнивно-корневых остатков, сидератов, соломы) для создания бездефицитного баланса гумуса и повышения содержания лабильных его форм.
Закономерности динамики физико-химических свойств почвы в зависимости от интенсивности использования пашни рекомендуется использовать в региональном агроэкологическом мониторинге и при определении необходимости и очередности известкования черноземных почв региона. Основные положения, выносимые на защиту.
• оценка гумусного состояния чернозема выщелоченного и его изменение в зависимости от севооборотов, биологических и химических мелиорантов;
• использование комплекса агротехнических и мелиоративных приемов для регулирования агрофизических свойств почвы ;
• возможность оптимизации физико-химических свойств почвы различной интенсивности использования за счет рациональной системы удобрения и известкования;
• значение биологических и химических мелиорантов в повышении продуктивности пахотных земель.
Апробация работы. Основные положения диссертации и ее результаты доложены на Международной научно-практической конференции «Обеспечение высокой экономической эффективности безопасности приемов использования удобрений и других средств» (Москва, ВИУА, 2003), Международной научной конференции «Применение средств химизации - основа повышения продуктивности сельскохозяйственных" культур и сохранения плодородия почв» (Москва, ВНИИА, 2004), IV съезде почвоведов России (Новосибирск, 2004), 41-ой и 42-ой научно-практических конференциях студентов и аспирантов ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» (Пенза, ПГСХА, 2002-2003), Международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию кафедры Общего земледелия ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» (Пенза, 2004).
Пути регулирования агрофизических и физико-химических свойств черноземов
Характеристиками сложения почвы являются величины объемной массы, общей и дифференцированной пористости. Наиболее благоприятные условия для произрастания растений возникают в почве, имеющей объемную массу 1,0-1,2 г/см3. Эта величина соответствует величине пористости 55-60%. Установлено также, что растения страдают как при излишне плотном, так и при излишне рыхлом сложении (Кузнецов, 1979).
Опыты, проведенные на черноземах выщелоченных и обыкновенных, показали, что пахотный слой их имеет устойчивое сложение, если содержит не менее 40-45% водопрочных агрегатов ( 0,25 мм). При меньшем их содержании почва быстро уплотняется под влиянием осадков и физические свойства ее, особенно воздухо- и водопроницаемость, ухудшаются (Кузнецова, 1967).
Состояние физических свойств почвы зависит от многих факторов: интенсивности ее обработки, насыщении севооборотов пропашными культурами и многолетними травами, применения органических и минеральных удобрений, использования мелиоративных приемов. В многочисленных исследованиях выявлено, что наибольшее разуплотняющее и оструктуриваю-щее действие на почву оказывает введение в севообороты многолетних трав.
Так, по данным Е.П. Денисова, М.Н. Панасова, А.И. Пищина (2000) козлятник восточный оказывает большее воздействие на разуплотнение темно- каштановой почвы, чем люцерна. Так, плотность почвы под козлятником снижалась с 1,33 до 1,21-1,23 г/см3, а под люцерной - до 1,27-1,29 г/см3. Позитивное влияние козлятника на плотность сложения почвы сохраняется после его распашки под посевами последующих культур. Так, плотность почвы под кукурузой, высеваемой по пласту козлятника, была на 5-10% ниже, чем на контроле. За два года последействия после семи лет использования козлятника плотность почвы уменьшилась с 1,24 до 1,21 г/см3, после пяти лет использования - с 1,26 до 1,23 г/см . В исследованиях П.В. Вершинина (1958) под многолетними травами плотность почвы в пахотном горизонте начинала уменьшаться со второго года пользования. Мощно развитая стержневая корневая система бобовых трав способствует разуплотнению подпахотного горизонта (Spielhaus, 1985; Fee , 1986).
Д.В. Шульга (2001) отмечает, что возделывание многолетних бобовых трав в течение 2-3 лет снижает плотность сложения почвы с 1,37 до 1,27 г/см . Коэффициент структурности почвы повышается с 1,68 до 4,55, сумма агрономически ценных агрегатов возростает за 3 года с 27,9 до 54,0%. Г.В. Благовещенский (2001) отмечает, что в севооборотах с высоким насыщением мно-голетними травами плотность сложения снижается на 0,07-0,09 г/см .
Возделывание многолетних трав оказывает положительное влияние на восстановление утраченной структуры. На десятый год исследований содержание водопрочных агрегатов крупнее 0,25 мм под козлятником в пахотном слое увеличилось на 16,6%, при этом коэффициент водопрочности увеличился в 2,1 раза, с 1,59 до 3,31 (Надежкин, Кшникаткина, 1998; Кшникаткина, 2001). По данным Е.Н. Кузина (1998) количество водопрочных агрегатов в пахотном горизонте за семь лет жизни козлятника при орошении возросло с 48,0 до 58,4%, а на богаре - с 54,0 до 62,9%, в подпахотном горизонте увеличилось соответственно на 5,3 и 6,4%.
По данным И.А. Лепилина (1989) под 5-летним травостоем люцерны в составе водопрочных агрегатов уменьшилось содержание фракций 0,25 мм и 10 мм соответственно в 2,1 и 2,3 раза, а содержание агрономически ценной фракции (1-Ю мм) увеличилось в 1,5 раза, количество агрегатов размером 1-5 мм возросло на 10-16%) (Ахтырцев, Лепилин, 2001).
В.Н. Латария (1983) отмечает, что под люцерной пятого года пользования количество водопрочных агрегатов 1 мм значительно увеличивается по сравнению с чистым паром. Так, оно составило под люцерной в слое 0-10 см 68,7%), в слое 10-20 см - 62,9%, в слое 40-50 см - 60,5%, тогда как в поле чистого пара соответственно 19,3, 20,7 и 12,7%. По данным Г.В. Благовещенского и др. (2001) содержание агрономически ценной фракции макроагрегатов (0,25-7,0 мм) возрастает на 5-12%). Согласно исследованиям Г.О. Харьковского (1997) под посевом люцерны наблюдалось увеличение количества агрегатов размером 7-1 мм на 25,6% и уменьшение содержания фракции 1-0,25 мм на 4,6-5,4%.
Положительное действие многолетних бобовых трав на структурное состояние почвы сохраняется после их распашки. Даже на пятый год после распашки люцерны в пахотном слое количество водопрочных агрегатов более 0,25 мм было на 25-34% выше по сравнению с полем севооборота без люцерны (Латария, 1983). Изменения в структурном состоянии и плотности почвы в определенной степени сказываются и на изменении пористости почвы.
На структуру почвы значительное влияние оказывает длительность использования травостоя многолетних трав. В.В. Коломейченко, Г.И. Дурнев (2001) отмечают, что под травостоем 12-го года пользования количество агрономически ценных агрегатов (0,25-10 мм) составило 84,7%), тогда как под травами двух лет пользования — 67,5%. В пахотном слое почвы под люцерной второго года пользования содержание водопрочных агрегатов крупнее 0,25 мм возрастало на 6,4%) (Лубенец, 1956), 4-5 гддов пользования - на 8-11% (Лепилин, 1989; Болатбекова, Тихомирова, 2000). Корневая система многолетних трав является не только непосредственным фактором увеличения количества водопрочных агрегатов в почве. При разложении органических остатков микроорганизмы выделяют вещества, склеивающие элементарные почвенные частицы в агрегаты (Хан, 1969; Рус-сел, 1977).
Погодные условия в годы проведения исследований
Погодные условия в течение периода вегетации сельскохозяйственных культур в годы проведения исследований были не одинаковыми как по количеству выпавших осадков, так и по температурному режиму (рис.1, прилож. 1и2). 1998 год характеризовался как жаркий с небольшим количеством выпавших осадков. Сумма активных температур 2703С, ГТК 0,56. В мае и июле количество выпавших осадков было меньше среднемноголетних. В июне и июле среднемесячная температура воздуха превышала среднемноголетние значения на 2,5-4,1С.
В 1999 году погодные условия характеризовались как умеренно теплые и влажные. Сумма активных температур - 2187С. В мае средняя температура воздуха составляла 9,7С. В июне и июле стояла очень теплая погода, температура воздуха колебалась от 20 до 22,5С. Умеренно теплая погода с достаточно высоким количеством осадков позволила создать хороший урожай сельскохозяйственных культур. Прохладным, но с достаточным увлажнением характеризовался 2000 год. Сумма активных температур составила 2004С. Самое большое количество осадков выпало в июне-июле - 193 мм. Август характеризовался как теплый и относительно сухой месяц вегетационного периода. Благоприятная погода августа и сентября способствовала хорошему росту и развитию озимых культур.
Погодные условия 2001 года характеризовались как теплые с достаточным увлажнением. Сумма активных температур составляла 2310С. Май и июнь характеризовались как относительно холодные месяцы (11,8С С и 15,7С), хотя за этот период выпало 140 мм, что составляет 55% от выпавших осадков за весь вегетационный период. Погодные условия августа и сентября способствовали хорошему росту и развитию озимых культур. 2002 год характеризовался как теплый с недостаточным количеством осадков. Сумма активных температур 2256С. В мае и июне погодные условия были близки по значению к среднемноголетним и благоприятными для роста и развития культур. Июль характеризовался как жаркий месяц (24,1 С) с очень малым количеством выпавших осадков — 4,2 мм.
Вегетационный период в 2003 году характеризовался высокой температурой воздуха и большим количеством выпавших осадков. Сумма активных температур 2367С. Если в мае осадков выпало на 21 мм меньше среднемно-голетних данных, то в июне, июле и августе количество осадков превысило среднемноголетнее количество на 52,8% , 54,2% и 53,6% соответственно. Температура воздуха была несколько ниже среднемноголетней.
В 2004 году сумма активных температур составила 2583С. Температура воздуха в вегетационный период была близка по значениям к среднемноголетним данным. Количество выпавших осадков в июле превысило средне-многолетнее количество осадков на 103,8 мм. В августе температура превышала среднемноголетнее значение на 2С, а количество выпавших осадков было меньше среднемноголетнего на 41%. Важнейшей характеристикой тепло - и влагообеспеченности вегетационного периода являются гидротермические условия, для оценки которых применяется множество показателей. В качестве комплексного показателя использован гидротермический коэффициент по Селянинову. Как показали расчеты, в годы проведения исследований он существенно различался как в целом за период вегетации, так и по отдельным месяцам. В 1998-1999 гг. в течение мая-июля его величина не превышала 0,52-0,68 ед, что и обусловило невысокую урожайность культур полевых севооборотов (табл. 1). 2000, 2003, 2004гг. характеризовались избыточным увлажнением, а в 2001 и 2002 гг. величина ГТК была близка к среднемноголетним значениям.
Качественный состав органического вещества
Органическое вещество почвы следует оценивать, используя анализ фракционно-группового состава гумуса (на основе метода И.В. Тюрина и его модификаций) и анализ соотношений в органическом веществе групп лабильных и стабильных соединений. Каждый из этих подходов имеет свое назначение и особенности и не может быть заменен другим (Кирюшин и др., 1993). Фракционно-групповой состав гумуса позволяет дать количественную характеристику отдельных фракций гуминовых кислот (ГК) и фульвокислот (ФК) по различной прочности их связей с минеральной частью. ГК включают 3 фракции: свободные и связанные с подвижными полуто-раоксидами (фракция 1); связанные в основном с кальцием (фракция 2); связанные с глинистыми минералами и устойчивыми оксидами железа и алюминия (фракция 3); ФК включают 4 фракции: фракция 1а - свободные и связанные с подвижными полутораоксидами (так называемая «агрессивная фракция», растворимая в 0,1Н серной кислоте при декальцировании почвы); фракция 1 -связанные в полимерном комплексе с фракцией 1 ГК; фракция 2 - связанные с фракцией 2 ГК; фракция 3 - связанные с фракцией 3 ГК; Многолетнее применение органической и органо-минеральной систем удобрения на черноземе выщелоченном вызывает определенные изменения показателей качества гумуса. При использовании различных систем удобрения в течение 2-х ротаций пятипольных севооборотов появилась тенденция к некоторому изменению группового состава гумуса, в первую очередь наметилось увеличение суммы гуминовых кислот и отношение Сгк/ СфК под влиянием 8 т/га навоза, а также снижение глубины гумификации и рост фульвокислот - от минеральной системы удобрения (табл. 9). Действие минеральных удобрений на фракционный состав гумуса противоположно - существенно увеличивается количество бурых гуминовых кислот по сравнению с навозным фоном и снижается количество гуматов кальция. Более существенные изменения происходят во фракционном составе гумуса: под действием навоза увеличивается количество гуматов кальция, снижается доля бурых гуминовых кислот по сравнению с гумусом неудобренной почвы (табл. 10, 11).
Это, очевидно, связано с их подкисляющим действием. Одновременно отмечается рост доли «агрессивных» и свободных фульвокислот. Увеличение первой фракции гумусовых кислот можно объяснить не только процессами новообразования за счет органического вещества навоза и биомассы растительных остатков, но и изменением физико-химических свойств чернозема. Обеднение кальцием усиливает незащищенность гумусовых веществ и приводит к снижению их устойчивости. В зернотравянопропашном севообороте выявленные закономерности в основном сохраняются, хотя абсолютное количество различных групп подвижного органического вещества значительно выше. Известкование среднекислого чернозема сопровождается глубокими изменениями в физико-химических свойствах почвы и приводит к перегруппировке фракций гумуса: доля «свободных» гуминовых кислот снижается в 1,4-2,0 раза, а количество гуматов кальция - возрастает на 2,1-4,1% от Сорг.
Так как изменения в групповом составе незначительны, можно считать, что данное явление вызвано в основном химическими взаимодействиями, не затрагивающими биохимические аспекты гумусообразования. Для оценки изменений во фракционном составе гумуса целесообразно объединить между собой соответствующие фракции гуминовых кислот, и фульвокислот, находящихся с ними в полимерном комплексе (Пономарева, Плотникова, 1980). Анализ влияния изучаемых приемов на изменение соответствующих фракций гумусовых кислот показал следующее. Под влиянием органических удобрений сумма ГК-2 + ФК-2 возрастает на 2,4-4,0%, ГК-1 + ФК-1 - снижается на 1,3-1,6% от Сорг. Минеральная система удобрения, наоборот вызывает снижение гумусовых кислот второй фракции на 2,1-3,1% и рост первой фракции на 1,9-2,7% по сравнению с неудобренным вариантом. При использовании органо-минеральной системы удобрения действие навоза и туков нивелирует друг друга и существенных изменений во фракционном составе гумуса не происходит. Известкование вызывает снижение первой фракции гумусовых кислот на 25-60% и увеличивает вторую фракцию на 11-25% по сравнению с неизвест-кованным фоном. Фракционно-групповой состав гумуса позволяет характеризовать генетические и фациальные особенности тех или иных почв, но с его помощью весьма трудно определить агрономическую ценность гумуса и его составных частей. Наиболее целесообразным подходом к выявлению агрономической ценности гумуса и его составляющих можно считать разделение всех органических соединений почвы на две большие части: группу консервативных, устойчивых веществ и группу лабильных соединений, или «активную» и «пассивную» его части (Орлов, 1980; Тейт, 1991).
Консервативные соединения представлены гумусовыми кислотами высокой степени ароматизации с меньшим содержанием водорода, а также ме-токсильных и обменно-активных функциональных групп. Эта часть гумуса термодинамически и биологически более устойчива и принимает незначительное участие в питании растений, однако создает для их роста и развития благоприятную среду. Именно она формирует почвенный поглощающий комплекс и его сорбционные свойства; микро- и макроструктуру; водно-воздушный и тепловой режим почв и т.д. Степень гумификации пассивной части значительной выше (Орлов, Бирюкова, Суханова, 1996). Показателями эффективного плодородия почв являются: ЛГК; ЛОВ -промежуточные продукты разложения гумуса, а также полуразложившиеся растительные остатки и органические вещества животного происхождения; водорастворимый гумус почвенного раствора, образующийся на стадии между минерализацией органических остатков и началом их гумификации и влияющий как на рост и формирование корневых систем, так и поступление воды и питательных элементов в растения (ВОВ). Наибольшее содержание ЛГК без применения удобрений было отмечено в зернотравянопропашном севообороте - 0,452%, что на 15% больше, чем в зернопаропропашном (табл. 12). При систематическом многолетнем применении удобрений на черноземе выщелоченном происходят существенные изменения в содержании подвижных форм органического вещества. При этом механизм и характер воздействия органических и минеральных удобрений различен.
Взаимосвязь параметров почвенного плодородия при систематическом применении удобрений
Повышение продуктивности агроценозов возможно в результате повышения плодородия почвы или подбора состава агро-(агрофито-) ценозов, наиболее приспособленных к конкретным почвенно-экологическим условиям. С этой точки зрения, при системном подходе к управлению урожайностью сельскохозяйственных культур основной задачей становится исследование вопросов управления плодородием почвы (Образцов А.С., 1990). Для этого необходим количественный учёт основных компонентов плодородия почвы, установление оптимальных параметров свойств почв, что позволит в свою очередь реализовать потенциальные возможности высокопродуктивных сортов и культур (Шишов, Дурманов, Карманов, Ефремов, 1991).
Для решения сложных задач прогнозирования возможных изменений плодородия почвы необходимо использование методов моделирования. Интенсификация земледелия ставит перед почвоведением и агрохимией задачу глубокого познания как позитивных, так и негативных процессов, развивающихся в почвах при их сельскохозяйственном использовании. Недостаточная изученность зональных почв и агроэкосистем как объектов моделирования создаёт наибольшую трудность в разработке сложных математических моделей почвенного плодородия. В связи с этим нами сделана попытка анализа взаимосвязей агрофизических и агрохимических параметров почвенного плодородия чернозёма выщелоченного при систематическом использовании удобрений. На первоначальном этапе моделирования нами проведен корреляционный анализ взаимосвязей параметров плодородия почвы, который показал наличие сильной связи между многими показателями (табл. 36). Вместе с тем следует учитывать, что с помощью полученных коэффициентов корреляции можно оценить только направление и степень сопряженности в изменчивости признаков, но нельзя определить как количественно изменяется один параметр при изменении другого. С этой целью нами использован регрессионный анализ причем, для построения уравнений взаимосвязи были выбраны только те параметры, коэффициенты корреляции между которыми выше критического значения (0,444). При сельскохозяйственном использовании почв резко изменяются параметры биологического круговорота веществ. В результате применения мелиорантов, удобрений и других приемов изменяются условия трансформации растительных остатков, процессы минерализации и гумификации органического вещества почвы (Орлов, 1990). На черноземе выщелоченном, в условиях систематического применения удобрений гумусное состояние почв в определенной мере зависело от уровня поступления пожнивно - корневых остатков и физико-химических свойств почвы. Наиболее тесная связь от количества поступающих в почву ПКО (г = 0,905) выявлена для ЛОВ, представленного в значительной мере полуразложившимися растительными остатками (табл. 37). При этом увеличение количества ПКО обеспечивало рост содержания гумуса и ЛОВ на 0,17-0,18%,ВОВ — на 7,4 мг/кг почвы. Групповой и фракционный состав гумуса определенным образом зависит от мелиоративных и агротехнических приемов, причем направленность изменений определяется как уровнем воздействия (дозами мелиорантов и удобрений), так и продолжительностью взаимодействия с почвой. Установлено, что по мере роста кислотности количество свободных гуминовых и фульвокислот увеличивается, а фракция, связанная предположительно с кальцием - снижалась. Объяснение этого факта может заключаться в том, что как указывает Д.С. Орлов (1990), «фракционный состав гумуса является функцией кислотности или щелочности почв», так рост рН на 1 ед. вызывает уменьшение содержания ГК-1 на 3,0%, и рост ГК-2 на 4,4% от Сорг. Почва представляет собой полидисперсную систему, которая состоит из различных по размеру механических элементов, минеральных, органомине-ральных или органических микроогрегатов, крупных структурных агрегатов и их групп. Значительная часть почвы (около 50% объема) занята твердой фазой. Из физических свойств почв наибольшее влияние на плодородие оказывают структурное состояние и сложение пахотного слоя. Результаты корреляционно-регрессионного анализа основных агрофизических свойств чернозема выщелоченного (плотность, глыбистость, распыленность, коэффициент структурности и водопрочности, содержание агрегатов размером 10-0,25 мм, 0,25 мм) выявили зависимость данных показателей от содержания гумуса и его качественного состава, кислотно - основных свойств почвы. Наиболее тесная связь агрофизических свойств, за исключением распы-ленной фракции, отмечена с содержанием гумуса (г = 0,693-0,838) (табл. 38). Выявлена прямая зависимость плотности от содержания водорастворимого гумуса (г = 0,600). Слабая зависимость отмечена между плотностью и сум-мой обменных оснований (Г = 0,321). Выявлено также, что содержание макроагрегатов и микроагрегатов зави-сит от количества ЛОВ (г = 0,671), а мезоагрегатов - от ВОВ и ЛОВ (г = 0,615-0,679). Содержание водорастворимого гумуса и легкоразлагаемого органического вещества оказывает также и непостредственное влияние на коэффициент структурности и водопрочности, причем наибольшая его зависимость отмечена от содержания ЛОВ (г2 = 0,663-0,862). На содержание водопрочных агрегатов прямое влияние оказывает со-держание гумуса (г = 0,819) и Вов (г = 0,654). Слабая связь отмечена между агрофизическими свойствами и суммой обменных оснований (г2 = 0,293-0,379). При моделировании почвенного плодородия следует учитывать, что почва, как открытая многопараметрическая система чрезвычайно сложна и процесс моделирования очень труден. Это обусловлено тем, что количественное описание плодородия почв требует учёта всех их основных свойств и режимов. При этом упрощённая трактовка способов управления плодородием почв путём изменения только нескольких изолированных показателей (содержания гумуса, рН и т.д.) несостоятельна (Образцов, 1990). В таблице 39 приведены уравнения регрессии на основании учёта парных корреляционных связей. Выявлена наибольшая зависимость плотности почвы от содержания гумуса и pHkci (R2= 0,770), глыбистости от содержания гумуса и суммы обменных оснований (R = 0,847). Содержание агрономически ценных агрегатов связано с содержанием ЛГК и кислотностью почвы (R = 0,568), а водопрочных тесно связано с содержанием гумуса и pH] ci (R = 0,872), гумуса и гидролитической кислотностью (R2= 0,862), ВОВ и pHkci (R2= 0,876).
Похожие диссертации на Агробиологическое обоснование приемов регулирования плодородия чернозема выщелоченного в условиях правобережной лесостепи Среднего Поволжья
