Содержание к диссертации
Введение 4
Аналитический обзор литературы 8
Виды деградации почв Поволжья S
Переуплотнение почвы 10
Декальцификация почвы 15
Дегумификация 17
Мелиоративные приемы предупреждения деградации почвы 23
Фитомелиорация 26
Влияние многолетних трав как фитомелиорантов на почву и
продуктивность последующих культур 32
Почвенно - климатические условия проведения опыта 37
Почвы 37
Климат 38
Погодные условия 40
Схема опыта 44
Методика исследований 45
Рост и развитие многолетних трав 47
Фенологические наблюдения 47
Нарастание сырой биомассы 56
Масса корней в почве 69
Водно - физические свойства почвы 74
Плотность почвы 74
Общая пористость и пористость аэрации 80
Структурность почвы 89
Динамика влажности почвы под люцерной 104
Агрохимические свойства почвы 112
Урожайность 117
Урожайность зеленой массы многолетних трав 117
Урожайность последующих культур 121
Последствие многолетних трав 126
Масса органического вещества, поступающего в почву 126
Агрофизические свойства почвы 130
Плотность почвы 130
Пористость почвы 134
Водопроницаемость почвы 142
Энергетическая и экономическая эффективность многолетних
трав как фитомелиорантов 145
Выводы 152
Рекомендации производству 155
Список использованной литературы 156
Приложения 176
Введение к работе
В современных агроландшафтах антропогенные воздействия на почву усиливают деградацию её потенциального и эффективного плодородия, что сказывается в прогрессировании дегумификации, переуплотнения, декалышфикации и утрате структуры. Возрастающий дефицит энергетических и материальных ресурсов привел к резкому сокращению применения техногенных средств повышения плодородия почвы и продуктивности сельскохозяйственных культур (Антропогенная эволюция ..., 2000). Прогрессирующее подкисление пахотных почв региона вызывает рост незащищенности гумусовых веществ кальцием, что в сочетании со снижением содержания гумуса, уменьшением интенсивности биологического круговорота, вызывает ухудшение агрофизических свойств почвы. Это соответственно снижает урожайность возделываемых культур.
Из большого разнообразия мелиорации более эффективными в настоящее время считаются биологические мелиорации. Они наиболее полно отвечают современным экологическим требованиям ведения сельскохозяйственного производства. Биологическая мелиорация в теории и практике мирового сельского хозяйства успешно используется для целенаправленного улучшения природной среды, предупреждения деградаций, восстановления и повышения биологического потенциала деградированных земель. Ранее широко применявшиеся химические, инженерные, гидротехнические меры борьбы с деградацией почвенного покрова в условиях финансово-экономической нестабильности становятся недоступными из-за их дороговизны. В этом плане фитомелиорация является одним из наиболее доступных приёмов повышения плодородия почвы.
В связи с этим разработка биомелиоративных приёмов сохранения и воспроизводства плодородия чернозёмных почв региона, обеспечивающих рост продуктивности полевых севооборотов, является актуальным направлением исследований.
Цель и задачи исследований. Цель исследований - разработка
практических приёмов по оценке и подбору многолетних трав для
формирования высокопродуктивных агроценозов и для повышения их
фитомелиоративных свойств, обеспечивающих расширенное
воспроизводство почвенного плодородия южных чернозёмов в степной зоне Поволжья.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
обоснование необходимости использования многолетних трав и
донника в качестве фитомелиорантов для стабилизации и повышения
почвенного плодородия;
оценка продуктивности многолетних трав и донника по величине
надземной биомассы;
определение величины биомассы корней по слоям почвы;
выявление взаимосвязей продолжительности вегетационного периода с величиной надземной биомассы;
изучение влияния многолетних трав и донника на агрофизические
свойства почвы;
исследование влияния многолетних трав и донника на агрохимические свойства южного чернозёма;
установление влияния многолетних трав и донника на урожайность последующих культур;
биоэнергетическая и экономическая оценка многолетних трав и
донника как кормовых культур и как фитомелиорантов.
Научная новизна. Впервые в степной зоне Поволжья разработаны приёмы оценки и подбора многолетних трав и донника для формирования высокопродуктивных агроценозов и для использования их в качестве фитомелиорантов для повышения плодородия почвы в степной зоне Поволжья.
Установлены особенности формирования надземной и подземной биомассы донника, бобовых и злаковых многолетних трав. Определено влияние многолетних трав и донника на предотвращение деградации южного чернозёма. Впервые в условиях Поволжья изучены закономерности роста и развития вики тонколистной, выявлена её фитомелиоративная роль в улучшении свойств чернозёма южного.
Практическая значимость работы состоит в конкретных рекомендациях по увеличению фитомелиоративного воздействия трав на плодородие южного чернозёма. Использование в качестве кормовых культур бобовых многолетних трав позволило увеличить урожайность зелёной массы по сравнению с овсом на 8,6-13,2 т/га, злаковых трав - на 2,9-4,9 т/га, донника -на 6,5 т/га. Применение в качестве фитомелиорантов этих многолетних трав дало возможность получить дополнительной продукции после распашки бобовых культур - 7,4-11,9 т/га зелёной массы кукурузы; после злаковых трав - 6,1-10,6 т/га; после донника - 5,1 т/га.
Основные положения выносимые на защиту:
обоснование эффективности использования люцерны, эспарцета,
донника, вики тонколистной, костреца безостого и житняка в качестве
фитомелиорантов для предотвращения деградации и повышения плодородия
южных чернозёмов степной зоны Поволжья;
разработка способа оценки и подбора многолетних трав и донника на
продуктивность агроценоза и повышения плодородия почвы;
определение энергетической и экономической целесообразности
применения донника, бобовых и злаковых многолетних трав в качестве
компонентов продуктивного агроценоза, фитомелиорантов и
предшественников культур в севообороте.
Реализация результатов исследований. Полученные результаты исследований прошли производственную проверку в хозяйствах Марксовского и Балаковского районов Саратовской области и внедрены на площади 200 га. Это позволило увеличить урожайность последующих
культур на 18-22 %. Полученные материалы по использованию многолетних трав и донника в качестве фитомелиорантов широко используются в лекциях и на лабораторных занятиях по курсам «Орошаемое земледелие», «Агроландшафтное земледелие», «Системы земледелия».
Апробация работы. Основные положения исследований были доложены на 39-й научной конференции научной конференции молодых учёных и аспирантов (Пенза, 2000), на научной конференции молодых учёных и аспирантов, посвященной 115-летию со дня рождения академика Н.И. Вавилова (Саратов, 2002), на Межрегиональной научной конференции молодых учёных и специалистов АПК Приволжского федерального округа (Саратов, 2003).
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 187 страницах компьютерного текста, включает 20 рисунков, 75 таблиц, 15 приложений. Список литературы содержит 217 источников, в т.ч. 15 на иностранных языках.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ.
