Введение к работе
Актуальность работы. Ключевым моментом повышения эффективности сельскохозяйственного производства должно стать усиление механизма самовосстановления почвы на основе воспроизводства и использования органического вещества растительного происхождения.
Основной нетрадиционный путь повышения содержания органического вещества (в дополнение к удобрению навозом, торфом и компостом) – это широкое использование соломы, растительных остатков, сидеральных и пожнивных культур с их поверхностным компостированием непосредственно на поле, как самый доступный и дешевый метод регулярного возврата в почву полноценного свежего органического вещества.
При поверхностном компостировании в почве поддерживаются благоприятные условия (гидротермические, обогащенность подвижными формами азота, достаточное содержание обменно –поглощенного кальция, нейтральная или близкая к нейтральной реакция среды) для гумификации растительных остатков, улучшаются агрохимические, физико-химические и агрофизические свойства почвы. Одновременно, за счет исключения целой цепи трудоемких процессов в цикле «солома – навоз», происходит снижение энергетических, материальных и трудовых затрат.
Цель настоящей работы - теоретическое обоснование способов регулирования плодородия чернозема типичного и улучшения его свойств за счет использования побочной продукции в качестве органического удобрения.
Задачи исследований:
- определить влияние навоза и растительных остатков как органических удобрений на свойства чернозема типичного, продуктивность и качество сельскохозяйственной продукции;
- изучить влияние кальций - и фосфорсодержащих соединений как антидепрессирующих добавок на свойства почвы и продуктивность возделываемых культур и установить возможность их взаимозаменяемости с азотом минеральных удобрений при использовании побочной продукции в качестве органического удобрения;
- определить оптимальную дозу извести (антидепрессирующей добавки) при использовании растительных остатков как органических удобрений, обеспечивающую стабильные свойства почвенной среды и повышение продуктивности возделываемых культур в зависимости от местоположения в рельефе;
- изучить закономерность влияния возрастающих доз минеральных удобрений и извести при внесении побочной продукции на свойства почвы, урожайность возделываемых культур, качество продукции и определить их дозы;
- дать биоэнергетическую и эколого-экономическую оценку навоза и растительных остатков как органических удобрений в агроэкосистеме зернопропашных и зернового севооборотов, а также способов повышения эффективности растительных остатков при их компостировании на поле.
Научная новизна исследований состоит в том, что впервые на черноземе типичном обосновано и экспериментально доказана равноценность навоза и растительных остатков как органических удобрений по агрономической эффективности и влиянию на плодородие чернозема типичного, а также преимущество растительных остатков – по биоэнергетической и эколого-экономической эффективности. Выявлено положительное действие различных антидепрессирующих соединений как компонентов-добавок (аммиачной селитры, гипса, фосфорсодержащих соединений, извести) и доказана взаимозаменяемость при внесении их на фоне использования побочной продукции на удобрение. Показана эффективность влияния извести совместно с растительными остатками на показатели плодородия чернозема типичного, а также продуктивность возделываемых культур в зависимости от экспозиции склона. Установлены оптимальные дозы минеральных удобрений и извести при удобрении основных культур ЦЧЗ соломой и другими растительными остатками.
Основные защищаемые положения.
1. Навоз и растительные остатки как органические удобрения равноценны по влиянию на свойства почвы и агрономической эффективности (урожайность, качество продукции), а по биоэнергетической и экономической эффективности побочная продукция имеет преимущество перед навозом.
2. Эффективные дозы извести как антидепрессирующей добавки при внесении побочной продукции на поле дифференцированы в зависимости от местоположения в рельефе.
3. Кальций- и фосфорсодержащие соединения как антидепрессирующие добавки обеспечивают ресурсо- и энергосбережение при внесении побочной продукции на удобрение при соблюдении технологии поверхностного компостирования ее на поле.
4. Взаимозаменяемость различных антидепрессирующих добавок с азотом минеральных удобрений возможна в условиях использования побочной продукции в качестве органического удобрения на поле.
5. Солома и другие растительные остатки являются барьером для передвижения нитратного азота вниз по профилю почвы при внесении высоких доз минеральных удобрений.
6. При использовании побочной продукции в качестве органического удобрения для получения высокого урожая хорошего качества и достижения расширенного воспроизводства плодородия почвы можно ограничиться внесением средних доз минеральных удобрений, которые позволяют экономить энергетические и материальные затраты.
Практическая значимость работы заключается в том, что предложенные способы использования побочной продукции на удобрение позволяют более эффективно использовать имеющийся антропогенный ресурс и потенциал плодородия почв для повышения продуктивности земель и стабильного производства сельскохозяйственной продукции, наряду с традиционным органическим удобрением - навозом.
Апробация работы. Диссертационная работа была апробирована на заседаниях ученых советов ВНИИЗ и ЗПЭ (2000-2008 гг.).
Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на Международных, Всероссийских и региональных научно-практических конференциях и съездах: -й съезд Докучаевского общества почвоведов, Суздаль, 2000; V-й съезд МОО Общества почвоведов им. В.В. Докучаева «Сохраним почвы России», Ростов-на-Дону, 2008.
Научно-практические конференции: Курск, 2007, 2008; Курского отделения Докучаевского общества почвоведов, Курск, 2001, 2003, 2006, 2007, 2008; Белгород, 2001, 2006. Международные научно-практические конференции: п. Вяткино, Владимирской обл., 2001, 2004, Пенза, 2002; Курск, 2004, 2005, 2008; Воронеж, 2004; Краснообск, Новосибирской обл., 2006; п. Рассвет, Ростовской обл., 2006; п. Майский, Белгородской обл., 2006; Нижний Новгород, 2008.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 49 научных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, включающей 6 глав, выводов, рекомендаций производству, списка цитируемой литературы. Общий объем диссертации составляет 367 стр., включая 115 таблиц и 12 рисунков. Библиографический список включает 322 работ, в том числе 10 зарубежных авторов.
Автор выражает глубокую признательность кандидату с.-х. наук Ереминой Р. Ф. за постоянную и неоценимую помощь при выполнении работы. Благодарю главного специалиста Ермакову А. А. за полезные советы и рекомендации в выполнении лабораторных исследований.
