Введение к работе
Актуальность проблемы. Различные виды антропогенных воздействий на почву изменяют её свойства, влияют на эффективное и потенциальное плодородие (Ковда, 1965; 1989; Булычёв, 1974; Авдонин, 1979; Щербаков и др., 1983; 1989; Шишов и др., 1991; 2003; Муха, 2004; Иванов, 2011 и др.).
Систематическое применение минеральных и органических удобрений в условиях Западной Сибири оказывает положительное влияние на процессы гумусообразования, стабилизирует азотный фонд почв, улучшает их фосфатный и калийный режим, повышает продуктивность сельскохозяйственных культур (Кочергин, 1965; 1984; Орловский, 1979; Бурлакова, 1984; Чагина и др., 1986; Клёнов, 1998; 2000; Гамзиков и др., 1992; 2003; 2007; Шарков, 1997; Храмцов и др., 1998; Красницкий, 2003; Мурин и др., 2000; Степанов и др., 2006).
В современном земледелии значительная часть урожая формируется за счёт мобилизации почвенного плодородия без компенсации выносимых с урожаем элементов питания (Завалин, 2009). Резкое сокращение применения органических и минеральных удобрений в пашне в последнее время нередко приводит к ухудшению многих свойств почв, уменьшению их плодородия и снижению продуктивности сельскохозяйственных культур. Проведение научно-исследовательских работ по сохранению и эффективному использованию плодородия почв имеет актуальное значение.
Цель исследований – изучение влияния удобрений на плодородие серых лесных почв, чернозёмов выщелоченных и почв солонцовых комплексов северной лесостепи Западной Сибири.
Задачи исследований:
1. Установить особенности изменений свойств серых лесных почв, чернозёмов выщелоченных и почв солонцовых комплексов при сельскохозяйственном использовании.
2. Определить влияние минеральных удобрений, способов их внесения и сидеральных культур на плодородие почв и продуктивность сельскохозяйственных культур.
3. Дать экономическую оценку применения удобрений на чернозёмах выщелоченных.
Научная новизна. Впервые для условий северной лесостепи Западной Сибири установлены региональные особенности действия удобрений на изменение морфологических свойств и плодородие зональных серых лесных почв, чернозёмов выщелоченных и интразональных почв солонцовых комплексов. Изучено влияние удобрений на гумусовое состояние, гранулометрический состав, физико-химические свойства, азотный, фосфатный и калийный режимы почв и продуктивность сельскохозяйственных культур. Определена поглотительная способность серых лесных почв и чернозёмов выщелоченных в отношении фосфора. Выявлены особенности микробиального поглощения углерода, азота и фосфора в чернозёмах выщелоченных. Дана экономическая оценка применения удобрений под сельскохозяйственные культуры на чернозёмах выщелоченных.
Защищаемые положения
1. Удобрения поддерживают содержание гумуса в почвах, влияют на обогащённость органического вещества азотом и фосфором и улучшают фосфатный режим почв.
2. Эффективными приёмами повышения плодородия чернозёмов выщелоченных являются использование сидеральных паров с горохоовсяной смесью и фацелией, рядковое внесение минеральных удобрений под зерновые культуры и локальное – под картофель.
Теоретическая значимость работы. В серых лесных почвах определена зависимость содержания фосфора от количества гумуса и обменных оснований. Показано, что на величину и скорость поглощения легкодоступного фосфора этими почвами прямое влияние оказывает содержание крупной пыли и ила. В чернозёмах выщелоченных количество обменных оснований возрастает в ряду: многолетние травы < пашня = целина и имеет прямую связь с гумусом. Установлена высокая прямая зависимость валового азота с гумусом; нитратного азота с гумусом, валовым азотом и обменным кальцием; валового и легкодоступного фосфора (I) с гумусом. Под многолетними травами на чернозёмах выщелоченных усиливается связь легкодоступного фосфора (I), а под зерновыми культурами – подвижного фосфора (Q) с валовым азотом, обменным кальцием и фосфатами Fe-Р.
Практическая значимость работы. На основании изучения особенностей изменения свойств и плодородия зональных и интразональных почв создана научная основа рационального использования пахотных и залежных угодий северной лесостепи Западной Сибири. Разработаны пути поддержания плодородия антропогенно-изменённых почв с помощью минеральных удобрений, способов их внесения и сидеральных паров.
Полученные данные можно применять при создании новых технологий управления продукционным процессом в условиях минимализации затрат на производство продукции. Они также могут использоваться учреждениями и организациями, проводящими мониторинг состояния плодородия почв при различном антропогенном воздействии на них.
Результаты исследований вошли в курсы лекций и практических занятий по дисциплинам: «Региональные особенности почв Новосибирской области», «Методы почвенных и агрохимических исследований», использованы при написании рекомендаций по применению минеральных удобрений для получения планируемой урожайности яровой пшеницы в условиях Северной Кулунды в 2009-2010 гг. на площади 800 и 2900 га (ОАО «Колыбельское» и ООО «Простор» Краснозёрского района Новосибирской области).
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международных (Новосибирск, 2003; 2005-2007; 2012, Оренбург, 2003; Челябинск, 2004; Иркутск, 2005; 2006; 2009; 20011; 2012; Абакан, 2007; 2009; Барнаул, 2009-2013; Омск, 2009; Москва, 2010; 2012), Всероссийских (Санкт-Петербург, 1996, Новосибирск, 2004, 2007; Пущино, 2007; Ростов-на-Дону, 2008; Киров, 2009; Томск, 2002; 2010; Москва, 2011, Петрозаводск, 2012) и региональных (Новосибирск, 2006-2009; Краснодар, 2007) конференциях и съездах.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 50 работ, в том числе 12 статей в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, а также 2 учебных пособия, утверждённые УМО вузов РФ.
Объём и структура работы. Диссертационная работа изложена на 340 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству. Включает в себя 52 таблицы, 78 рисунков и 42 приложения. Библиографический список состоит из 420 источников, из них 20 на иностранных языках.
Личный вклад. Автору принадлежит: разработка программы исследований, постановка, организация и проведение лабораторных и полевых опытов, выполнение основной части (80%) аналитических работ, анализ и интерпретация полученных результатов, их статистическая и экономическая оценка, формулирование выводов и предложений производству. Экспериментальные и теоретические исследования на почвах солонцовых комплексов выполнены в период 1985-1995 гг. в ГНУ СибНИИЗХим СО РАСХН по государственному заданию 051.01.01.05, раздел Н3 и Проекту ГКНТ № 1-381. На серых лесных почвах, чернозёмах выщелоченных и залежных почвах солонцовых комплексов – в период 1996-2011 гг. на кафедре почвоведения и агрохимии ФГБОУ ВПО НГАУ.
