Введение к работе
Актуальность проблемы. Успешное выполнение задач, поставленных XXVII съездом КПСС по увеличению продуктивности сельскохозяйственного производства, тесно связано с разработкой региональных научно-обоснованных систем земледелия.
Посевные площади восточной части Кировской обл., Удмуртской АССР, Пермской обл. составляют около 5 млн. га, в том числе свыше 3 млн. га занимают зерновые культуры. Преобладающими культурами являются оз. рожь, яр. ячмень, овес, травы (клевер, злаковые).
Основной фонд пахотных земель региона составляют дерново-подзолистые почвы (около 80%), среди которых преобладают почвы суглинистого состава на покровных бескарбонатных суглинках (75—77%). Более половины площади пашни содержат низкое количество усвояемых для растений фосфатов (5—7 мг/100 г. п. в слое 0—20 см). Это одна из причин низкой урожайности зерновых культур региона. Например, в 1988 г. в Кировской области средний сбор зерна составил около 12 ц/га. Одновременно, при соответствующей системе земледелия в условиях оптимального азотного и фосфорного режимов почв урожайность зерновых составляет 30—40 ц/га и больше (Фаленская селекционная станция, 1977—1988 гг.).
В последнее время проблема фосфора в земледелии СССР особенно обострилась в связи с увеличением выпуска азотных удобрений. Поэтому поиск путей обеспечения растений фосфатами и более рационального использования удобрений имеет большое практическое значение.
По мере увеличения континентальности климата с запада на восток в подзолистых почвах замечено соответственно увеличение валового фосфора и уменьшение их подвижных форм (К. Е. Гинзбург, 1981). В связи с этим изучению особенностей динамики почвенных фосфатов на востоке европейской части СССР до настоящего времени уделялось недостаточно внимания. Так, в пределах одного и того же почвен-
ного генотипа подвижность фосфатов различается. Анализ литературных сведений показывает, что колебания в содержании фосфатов в верхних почвенных слоях зависит от агрохимического состава материнских пород. В регионе фосфатный режим ограничивался изучением в основном верхних почвенных слоев, без связи со свойствами почвообразующих пород, как источника обеспечения фосфором растений. Научные сведения об агрохимии фосфатов материнских пород немногочисленны или вовсе отсутствуют. Немногочисленны также исследования вертикальной динамики нитратного азота в почвах в связи с особенностями их водного режима.
Научная литература по агрохимии почв и удобрений освещает в основном пути повышения продуктивности растений. Меньшее количество исследований посвящено биологическому качеству растительной продукции, т. е. содержанию не только известных биохимических соединений, а также фтора, стронция и др., которые содержатся в удобрениях в качестве примесей.
Цель работы. Исследование особенностей фосфатного режима дерново-подзолистых почв, агрохимии фосфатов материнских пород. Изучение причин, обусловливающих динамику фосфатов и подвижных форм азота в почвах для более рационального использования удобрений в земледелии.
Задачи исследований:
-
Установить степень влияния климатических условий (влажности, температуры) на динамику почвенных фосфатов и подвижных форм азота.
-
Изучить агрохимический состав фосфатов дерново-подзолистых почв, причины их подвижности и значимости для питания растений.
-
Исследовать фосфатный режим почв по генетическим горизонтам (включая материнские породы) и его влияние на условия фосфатного питания растений.
-
Выяснить особенности динамики подвижных форм азота (NO3, NH4) в почвах в связи с их водным и температурным режимами.
-
Изучить действие и последействие удобрений на агрохимические свойства почв, урожай и биологические качества растений.
Научная новизна работы. Получены данные по характеристике фосфатного режима дерново-подзолистых почв региона на основе агрохимии фосфатов почвенного профиля в целом, включая материнские породы, как источника потребления растениями усвояемых фосфатов. В результате исследований показана причинная связь между динамикой влажности, температуры почвы, ее питательного режима и 2
величиной урожайности растений (яр. зерновые, оз. рожь, клевер).
Впервые установлены относительно высокие запасы усвояемых фосфатов в материнской породе на глубине ПО— 150 см. Природные запасы фосфатов покровных суглинков региона представляют очень важный резерв обеспечения растений фосфором, особенно для растений с развитой корневой системой в глубину. Показано влияние температуры почвы на динамику почвенных фосфатов в начальные периоды роста яровых зерновых (май, 1-ая половина июня). Наряду с другими явлениями именно температурный фактор является одним из главных условий подвижности фосфатов в верхних слоях почвы, представленных в основном фосфатами железа и алюминия.
Нитратный азот в посевах растений подвержен слабой миграции вниз почвенного профиля в соответствии с динамикой влаги. Преобладающее его количество находится в зоне распространения основной массы корней растений.
Установлено, что поступление фтора в растения определяется его содержанием в суперфосфате величиной рН. Поступление в растения алюминия, марганца, стронция, никеля и др. соединений в процессе взаимодействия удобрений с почвой определяется в основном условиями реакции почвенного раствора и видовой особенностью растений.
Практическая ценность и реализация научных исследований. Рекомендовано более активно вовлекать в биологический круговорот усвояемые фосфаты покровных суглинков прежде всего через посевы клевера, имеющего хорошо развитую корневую систему в глубину. Предложены оптимальные количества содержания фосфатов на фоне азотно-калийных удобрений и извести, обеспечивающие получение урожайности зерновых соответственно 20—25 ц/га и 40—45 ц/га при биологическом качестве, близком к оптимальному.
Разработаны и внедрены научно-обоснованные мероприятия по развитию с.-х. производства в Фаленском р-не Кировской обл. (1971—1975 гг.) НИИСХ СВ, Фаленки, 1972 г.
Результаты исследований фосфатного режима дерново-подзолистых почв включены в кн.: «Научные основы и рекомендации по применению удобрений в Нечерноземной зоне европейской части РСФСР», М., 1976 г.
В предложениях по селекции растений в связи с особенностями водного и химического состава дерново-подзолистых суглинистых почв восточной части Европейской территории СССР. Киров, 1986 г.
Разработанные научно-обоснованные дозы удобрений и способы их внесения включены в «Рекомендации по совершен-
ствованию системы земледелия на Фаленской селекционной станции» (1981—1987 гг.).
В «Научных рекомендациях по технологии семеноводства клевера лугового в Кировской области». Киров, НИИСХ СВ, 1988 г. Результаты исследований использованы на возможность усвоения клевером фосфатов материнских пород и т. д.
Исследования фосфатного режима дерново-подзолистых почв региона используются в системах земледелия Кировской обл. Экономический эффект с 1974 по 1987 гг. составил более 3 млн. рублей.
Апробация. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались: на научном совещании Почвенного института им. В. В. Докучаева (Москва, 1970 г.); на IV Всесоюзном делегатском съезде почвоведов (г. Алма-Ата, 1970 г.); на V Всесоюзном делегатском съезде почвоведов (г. Минск, 1977 г.); на 46-й научной конференции, посвященной 50-летию Кировского СХИ (г. Киров, 1980 г.); на VI Всесоюзном делегатском съезде почвоведов (г. Тбилиси, 1981 г.); на Всесоюзном совещании по проблеме «Регулирование плодородия почв, круговорота и баланса питательных веществ в земледелии СССР» (г. Пущино, 1981 г.); на научной конференции «100-летия Нижегородской экспедиции В. В. Докучаева», ГСХИ (г. Горький, 1981 г.); на зональной научно-технической конференции «Повышение эффективности научных разработок в решении продовольственной программы (г. Киров, 1984 г.); на 4-й конференции почвоведов, агрохимиков и земледелов Волго-Вятского экономического района (г. Горький, 1987 г.); на зональной научной конференции посвященной 100-летию со дня рождения акад. Н. И. Вавилова, НИИСХ СВ (г. Киров, 1987 г.).
Публикация. По теме диссертации опубликовано 36 работ.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 317 страницах машинописного текста, включая 137 таблиц, 15 рисунков, список использованной отечественной и зарубежной литературы содержит 450 наименований. Приложение содержит 83 таблицы и 21 рисунок.
