Введение к работе
Актуальность проблемы. Многие теоретические и практические проблемы земледелия решаются на основе химизации, совершенствования севооборотов, обработки почвы, использования современной техники и внедрения новых сортов сельскохозяйственных культур. Устранение неблагоприятных факторов, сдерживающих рост производства продукции, к которым относится кислотность почвы, является важнейшим направлением в повышении продуктивности культур и севооборотов в целом. Периодическое известкование и систематическое применение удобрений в Нечерноземной зоне стали мощными факторами воздействия на плодородие почвы.
Отрицательный баланс кальция и прогрессирующее подкисление почв под воздействием интенсификации сельскохозяйственного производства и кислотных дождей являются основными причинами падения плодородия почв, нарушения взаимосвязей в агроэкосистемах, уменьшения эффективности агротехнических приемов, в том числе применения удобрений. Именно это обстоятельство выдвигает в качестве важнейшей задачи выяснение действия периодического известкования, удобрений и механической обработки на свойства почвы и совершенствование приемов и технологий регулирования кислотно-основных свойств дерново-подзолистых почв в адаптивно-ландшафтных системах земледелия Нечерноземной зоны.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с программами ГНТП «Разработать и внедрить зональные системы земледелия, обеспечивающие защиту почв от эрозии, эффективное использование почвенно-климатических ресурсов, средств их интенсификации и увеличения производства' продукции земледелия» (плодородие почв) и «Разработка адаптивно-ландшафтных систем земледелия», Федеральной целевой программой Минсельхозпрода России «Плодородие».
Цель и задачи исследований. Целью исследований является системное изучение трансформации известковых удобрений, миграции и баланса кальция в дерново-подзолистых почвах с учетом агроэкологических особенностей ландшафта для разработки теоретических и практических основ решения проблемы регулирования кислотно-основных свойств почв в экологически сбалансированных системах земледелия.
В связи с этим решались следующие задачи: 1. Исследовать экологические особенности структуры почвенного покрова
элювиальных и трансэлювиальных элементфных ЦЙ*дВй.фВ0<А}! по
НАУЧНАЯ библиотг; -
Vock. сольскохоз. ак-ї,-'. ум
и . : . -\.. Тимирлззл
і. . . . >. . имирлззл
пространственному варьированию реакции гочвенной среды и ьго вчияния на урожайность сельскохозяйственных культур
-
Изучить динамику плодородия почв под воздействием периодического известкования, длительного применения удобрений и разчичных систем основной обработки почвы в севооборотах
-
Исследовать процессы, обуславливающие трансформацию известковых удобрений и взаимодействие катышя с почвенно-попощающим комплексом почвы
-
Выяснить природу, состав и функции соединений кальция в почвах
-
Изучить влияние основных этементов земледечия (севооборотов, удобрений и обработки) на биочогический круговорот, баланс кальция и кистотность почвы
-
Установить влияние глубины задечки известковых удобрений на дифференциацию пахотного слоя почвы по плодородию и урожайность почевых культур
7. Обосновать способы задечки известковых удобрений с учетом требований кучьтур, возделываемых в севообороте
8 Дать рекомендации производству по совершенствованию технологии известкования дерново-подзолистых почв в адаптивно-чандшафтном земледечии Нечерноземной зоны
Научная новизна результатов исследований. Настоящая работа является первым системным иссчедованием в области изучения а*роэкочогических функций кальция в агроландшафтах л известкования почв в адаптивно-ландшафтных системах земледелия таежно-лесной зоны
В результате 25-летних исследований разработаны теоретические и практические основы совершенствования технологии известкования дерново-подзолистых суглинистых почв в адаптивно-ландшафтных системах земледечия Нечерноземной зоны России
При этом установлен и обоснован ряд новых положений
1. Выявлено влияние мезорельефа и структуры почвенного покрова
тлементарньгх ландшафтов таежно-лесной зоны на пространственное
варьирование, многолеттою временную изменчивость кисчотности почвы и
урожайность полевых культур
2. Определены закономерности изменения количественных и
качественных параметров пчодородия дерново-подзочистых суглинистых почв
под действием периодического известкования, длительного применения
удобрений и различных систем обработки почв в севооборотах и бессменных
посевах. , : ,.
3. Впервые дано теоретическое и практическое обоснование
известкования дерново-подзолистых суглинистых почв в севообороте при
использовании разноглубинной комбинированной обработки с учетом
требований культур.. .
4. На основании изучения направленности процессов дифференциации
пахотного слоя дерново-подзолистых почв, а также реакции полевых культур
на разные модели строения обрабатываемого слоя обосновано внесение
известковых удобрений под поверхностную обработку, обеспечивающее
повышение плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур.
-
Предложена и обоснована концепция о ведущей роли протона органических веществ и ППК в трансформации известковых удобрений в дерново-подзолистых почвах.
-
Расширены сведения о природе, составе и функциях гуматов и фульватов кальция в почвах Нечерноземной зоны.
-
Определены параметры трансформации известковых удобрений, формы и скорость миграции соединений и ионов кальция в дерново-подзолистых почвах, масштабы биологического круговорота кальция в полевых севооборотах Нечерноземной зоны и влияние минимизации обработки на фоне удобрений на баланс кальция.
8. На основании исследования механизма взаимодействия кальция в
почвах и миграционных потоков установлено, что ведущая роль в
передвижении кальция в пахотном слое принадлежит диффузионным
процессам.
- 9. Установлены взаимосвязи показателей состояния кальция и урожайности полевых культур.
10. В опытах с применением радиоизотопных индикаторов установлено положительное влияние фульватов кальция на доступность его растениям и биологическую продуктивность сельскохозяйственных культур.
И. Дано агроэкологическое, энергетическое и экономическое обоснование эффективности известкования дерново-подзолистых почв при минимизации обработки в современных системах земледелия.
Перечисленные научные положения работы и выносятся на защиту. Практическая значимость работы' и реализация полученных результатов. Установленные положения и выявленные закономерности
позволяют на научной основе совершенствовать известкование почв в технологиях возделывания культур применительно к адаптивно-ландшафтным системам земледелия с учетом особенностей элементарных ландшафтов, структуры почвенного покрова и требований культур Разработаны метод изучения трансформации веществ в почве (А с 1686350) и способ известкования почв в севооборотах с картофелем (пат 2019074)
Результаты исследований вогали в рекомендации «Особенности известкования дерново-подзолистых почв Нечерноземной зоны при внедрении ресурсосберегающих технологий их обработки» (М Изд-во МСХЛ, 1989) и использованы при разработке методических указаний для практическою использования органами системы Минприроды и Роскомзема России «Методика определения размеров ущерба от деградации почв и земель» (М, 1994)
Рекомендуемые технологии известкования прошли производственную проверку и нашли применение в хозяйствах Московской, Архангельской, Рязанской, Пензенской областей при внедрении минимальной обработки почв и использованы автором и сотрудниками кафедры земледелия и методики опытного дела МСХА при разработке систем земледелия для сельскохозяйственных предприятий Московской и Рязанской областей
Апробация работы: Материалы диссертации докладывались на ежегодных научных конференциях МСХА (1980, 1081, 1982, 1990, 1991, 1993, 1996, 1997, 1999 гг.), научных конференциях почвоведов, агрохимиков и земледелов Волго-Вятского района по проблемам «Генезис и регулирование плодородия почв» (Горький, 1982) и «Генезис пахотных почв Нечерноземья и регулирование их плодородия путем химизации, мелиорации и агротехнических приемов» (Горький, 1987), совещании координационного Совета по известкованию кислых почв (Москва, 1987), Всесоюзном научно-производственном совещании «Ресурсосберегающие технологии обработки почвы в зональных системах земледелия Европейской части СССР» (Белая Церковь, 1988), Всесоюзной научной конференции «Системно-экологические основы развития сельского хозяйства и науки» (Нижний Новгород, 1991), Всесоюзном координационном совещании «Проблемы обработки почвы в агроландшафтном земледелии (Иркутск, 1991), региональных научных сессиях общества почвоведов РАН, посвященных памяти Н М Сибирцева (Архангельск, 1990, 1495), отчетной конференции по заданию ГНТП «Разработка адаптивно-ландшафтных систем земледелия» (Москва, 1993), Всероссийской конференции «Лизиметрические исследования почв» (Москва, МГУ, 1998)
Публикации. По теме научных исследований опубликовано 48 научных работ, получено авторское свидетельство и патент. Отдельным изданием вышла научная работа «Результаты агроэкологической оценки сапропелевых месторождений» (М.: "Агропрогресс", 2000. -109с).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав,
выводов и предложений производству. Работа изложена на 450 станицах
машинописного текста, содержит 110 таблиц и 35 рисунков. Список
использованной литературы включает 389 наименований, в том числе
87 иностранных авторов. -
