Содержание к диссертации
стр.
ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 10
Глава 2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ 40
Климатические и погодные условия 40
Характеристика черноземных почв Поволжья 44
Методика научных исследований 60 Глава 3. ВЛИЯНИЕ МИКРОФЛОРЫ ПОЧВЫ НА ПРОДУКТОВ- 75
НОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
Роль эпифитов зерна в микробном профиле почвы и про- 81 дуктивности яровой пшеницы
Влияние различных видов удобрений на энзимомикро- 84 биологические условия произрастания подсолнечника
Перспективы использования клубеньковых бактерий на 90 посевах небобовых культур в Правобережье Саратовской области
Глава 4. АГРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРЕДПО- 94
СЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР БИОПРЕПАРАТАМИ И ОБОГАЩЕНИЕ ВИДОВОГО СОСТАВА АГРОФИТОЦЕНОЗА НА ЮЖНОМ, ОБЫКНОВЕННОМ И ТИПИЧНОМ ЧЕРНОЗЕМАХ
К вопросу о применении раствора ценоза на посевах 95 озимых культур
Влияние инокуляции семян полевых культур биопрепара- 97 тами на ферментативную активность почв и растений
Физико-химические условия черноземных почв на посе- 104 вах озимых культур
Влияние предпосевной обработки семян озимых культур 115 биопрепаратами и подсева тригонеллы на продуктивность и качество зерна
Глава 5. ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ И АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИХ 120
ПРИЕМОВ НА СОДЕРЖАНИЕ И БАЛАНС ОБЩЕГО ГУМУСА В ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВАХ
Глава 6. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ РОЛЬ УДОБРЕНИЙ В АГРОСИСТЕ- 135 МАХ
Роль удобрений в обеспечении растений нитратным азо- 135 том
Роль удобрений в обеспечении растений доступным фос- 148 фором
Роль удобрений в обеспечении растений доступным кали- 158 ем
6.4. Влияние удобрений на биологические и физико-
химические свойства чернозема обыкновенного в условиях
севооборота
6.5. Потребление и баланс биогенных элементов в агросисте-
мах севооборота
Глава 7. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ КУЛЬТУР ЗЕРНОПАРОВОГО СЕВООБОРОТА И КАЧЕСТВО ЗЕРНА
Эффективность применения удобрений в первый год их действия и в последействии
Качество урожая
Глава 8. АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ ПОВОЛЖЬЯ
Глава 9. БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИЯ АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР НА ЧЕРНОЗЕМАХ ПОВОЛЖЬЯ ВЫВОДЫ
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ
Введение к работе
Актуальность темы. Экологизация земледелия в агропромышленном комплексе является настоятельной потребностью современного этапа развития человечества. Применение жесткого управления природой приводит к целому ряду цепных реакций, заканчивающихся антропогенными катастрофами.
В результате интенсивного использования черноземных почв и отсутствия должной заботы о пополнении запаса в них органического вещества произошло существенное понижение плодородия.
Ежегодные потери гумуса на пашне значительны: 0,6-0,7 т/га, а на черноземах - до 1 т/га, в целом по стране « 80 млн. т в год (Зволинский В.П., Хомяков Д.М., 1998). При этом происходит глубокая трансформация морфологических, физических, химических и биологических свойств черноземов (Антропогенная эволюция, 2000).
В повышении плодородия почвы, по мнению различных авторов, следует уделять больше внимания биологическому фактору. При этом требуется соблюдать экологическую направленность при использовании сельскохозяйственных технологий (Агроэкологический мониторинг, 1991).
При дефиците навоза и при ограниченных финансовых возможностях хозяйств Поволжского региона, в том числе Саратовской области, это достижимо только при значительном увеличении внесения местных органических удобрений (сидератов, соломы и т.д.), а также бактериальных препаратов. Бобовые сидераты весьма экологичны, так как обогащают почву органическим веществом, усиливают ее биологическую активность, не загрязняют почву и дешевы. Многими из вышеперечисленных качеств обладают бактериальные удобрения и солома. Однако, как показал анализ литературных данных, на черноземах Правобережья Саратовской области отсутствуют многоплановые исследования по выявлению и усилению биологической основы повышения плодородия почв и увеличению продуктивности сельскохозяйственных культур. В новых условиях экономических отношений поиск
5 дешевых экологически чистых источников сохранения и повышения плодородия почв и увеличения продуктивности сельскохозяйственных культур при экономической и энергетической целесообразности является актуальной проблемой сельскохозяйственной науки и практики.
Цель исследований - разработать концепцию и систему приемов стабилизации и повышения плодородия черноземных почв Поволжья на основе агроэкологических и агрохимических подходов в соответствии с основными законами и принципами экологии.
В связи с этим были поставлены следующие задачи:
Определить основные показатели плодородия южного, обыкновенного и типичного черноземов на современном этапе их развития.
Определить содержание гумуса и его баланс в севообороте, динамику подвижных форм биогенных элементов, биологическую активность почвы и ее физико-химические свойства (окислительно-восстановительный потенциал - ОВП, рН, напряженность ОВП и буферную емкость почвы) на различных подтипах черноземов при удобрении зерновых культур сидератами, соломой и биопрепаратами.
Разработать систему агроэкологических приемов повышения плодородия черноземных почв Поволжья на основе ресурсосберегающих и природоохранных технологий.
Изучить действие и последствие различных систем удобрения, в том числе сидератов и биопрепаратов, на величину и качество урожая основной продукции возделываемых культур и в целом — на продуктивность севооборота.
Определить экономическую и энергетическую эффективность применения минеральных, органических и бактериальных удобрений на различных подтипах чернозема.
Разработать эффективные агроэкологические приемы увеличения урожайности сельскохозяйственных культур с формированием экологически безопасной продукции.
Научная новизна. По результатам комплексных научных исследований дано теоретическое обоснование применения агроэкологических приемов повышения продуктивности агроценозов и плодородия черноземных почв Поволжья путем регулирования почвенных биологических процессов и разработана система этих приемов.
На основе системной экологии была сформулирована новая концепция использования органических удобрений и искусственно получаемых биопрепаратов для повышения плодородия черноземных почв Поволжья и продуктивности сельскохозяйственных культур.
Впервые на трех подтипах чернозема (южный, обыкновенный и типичный) проведена комплексная оценка различных видов органических удобрений и биопрепаратов. Показано их влияние на плодородие почвы и продуктивность возделываемых сельскохозяйственных культуру, в том числе культур зернопарового севооборота. При этом областями исследования была прежде всего факториальная экология с изучением в агроэкосистемах устойчивости сельскохозяйственных растений к природным и антропогенным воздействиям.
Установлен характер взаимосвязи между почвенно-климатическими условиями и отзывчивостью на удобрения различных сельскохозяйственных культур.
Были выявлены положительные межпопуляционные отношения между различными видам микроорганизмов почвы и растениями агрофитоценоза. Впервые изучена эффективность применения зообактериального удобрения и препаратов, содержащих клубеньковые бактерии тригонеллы, лоха и облепихи, а также обогащения видового состава озимых культур в условиях южного, обыкновенного и типичного чернозема.
Дана комплексная оценка использования различных сидератов по сравнению с навозом и минеральными удобрениями в севообороте в условиях чернозема обыкновенного. Установлена возможность получения высоких
7 урожаев экологически безопасной продукции за счет применения указанных
выше агроприемов при повышении уровня плодородия почвы.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Роль органических удобрений в повышении плодородия чернозем
ных почв и продуктивности агроценоза.
Обогащение видового состава сельскохозяйственных культур для повышения их продуктивности.
Роль межпопуляционных отношений культуральных форм микроорганизмов и сельскохозяйственных растений.
Устойчивость агроэкосистем к природным и антропогенным воздействиям.
Оптимизация круговорота питательных веществ в агроэкосистемах при использовании органических удобрений.
Зависимость урожайности сельскохозяйственных культур от уровня содержания подвижных форм основных элементов минерального питания и активности ферментов почвы.
Биоэнергетическая и экономическая целесообразность применения минеральных, органических и бактериальных удобрений на различных подтипах черноземов.
Концепция и система агроэкологических приемов повышения плодородия черноземных почв Поволжья.
Практическая значимость. Полученные данные служат научным обоснованием для применения зообактериального удобрения и препаратов, содержащих клубеньковые бактерии тригонеллы, лоха и облепихи, обогащения видового состава агрофитоценоза бобовым сидератом тригонеллой, а также использования последней в севообороте без орошения. Применение таких агроприемов позволяет управлять, до некоторой степени, биологическими процессами в почве, улучшать ее физико-химические и биологические свойст-ва,стабилизировать и повышать содержание гумуса на 3,0 - 5,6 т/га (в сево-
8 обороте), увеличивать урожайность озимых культур до 42,3 %, овса - до 20,7
%, проса - до 14,0 %, кукрузы на силос - до 22,7 %. Разработанные агро-приемы позволяют получать стабильные урожаи экологически безопасной продукции с высоким экономическим эффектом без применения минеральных удобрений в Правобережье Саратовской области. Их можно также применять на других территориях со сходными почвенно-климатическими условиями.
Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались на научно-практических конференциях: Международных (Воронеж, 2004; Владимир, 2004; Ставрополь, 2005); Всероссийских (Саратов, 1997, 2004; Пенза, январь 2002, ноябрь 2002); Российских (Саратов, 1998, 2003); Саратовского ГАУ им. Н.И.Вавилова (1994-2003); областных и районных агрономических совещаниях.
По материалам диссертации опубликовано 26 работ и монография, вышедшая в предзащитный период.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований прошли производственную проверку и внедрены в крестьянском хозяйстве "Радуга" Саратовского района, колхозе "Баландинский" Калининского района и ЗАО "Турковское" Турковского района Саратовской области на площади 2118 га, что подтверждено соответствующим актом внедрения научно-технических разработок о применении их в производстве. Материалы диссертации и подготовленной монографии используются в учебном процессе Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова при обучении студентов агрономических и экологических специальностей.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 367 страницах компьютерного текста, состоит из 9 глав, выводов и рекомендаций производству, включает 80 таблиц, 20 рисунков, 61 приложение.
Список используемой литературы содержит 640 наименований, в том числе 50 иностранных авторов.
9 Степень личного участия. Соискатель принимал непосредственное участие в закладке всех опытов, проведении наблюдений и основных анализов почвенных и растительных образцов. Анализ растительных и некоторой части почвенных образцов проводился совместно с сотрудниками проектно-изыскательской станции химизации Балашовская и кафедры химии СГАУ им. Н.И. Вавилова. Всем им выражаю свою глубокую благодарность.
