Введение к работе
Актуальность проблемы. Черноземы на Южном Урале являются преобладающим типом почв. Общая площадь пахотных черноземных почв составляет 10,95 млн.га или 76,7% от площади пахотных угодий. На территории региона встречаются все основные подтипы черноземов: лесостепные (оподзоленные, выщелоченные и типичные) и степные (обыкновенные и южные). Преобладающими в почвенном покрове пахотных угодий как Южного Урала в целом, так и Башкортостана являются черноземы выщелоченные (соответственно 21 и 28% от общей площади пашни) (Гарифуллин, Ишемья-ров, 1987).
За последние десятилетия вследствие интенсивной, а в отдельных случаях и бессистемной антропогенной эксплуатации черноземов лесостепной зоны Южного Урала произошло заметное снижение уровня их эффективного плодородия. В агроландшафтах отмечается отрицательный баланс гумуса и питательных элементов, гумусовый горизонт, утрачивает благоприятный структурно-агрегатный состав, наблюдается тенденция к прогрессирующему подкислению и ухудшению физико-химических свойств пахотного слоя.
Для предотвращения дальнейшего развития этих негативных тенденций, в условиях заметного снижения объемов применения органических и минеральных удобрений, химических мелиорантов и пестицидов, в современных системах земледелия лесостепной зоны Южного Урала приобретают особую актуальность вопросы научного обоснования и разработки ресурсосберегающих почвозащитных технологий, обеспечивающих воспроизводство плодородия черноземов и повышение продуктивности сельскохозяйственных культур.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с программой работ ВАСХНИЛ и РАСХН на период до 2000 г. по научно-техническому заданию О.СХ.31 «Усовершенствовать зональные системы обработки почвы и разработать способы ее минимализации»; Федеральной целевой программой Минсельхозпрода России «Плодородие» и целевой программой Минсельхозпрода Башкортостана и Академии Наук Башкортостана «Разработка научных основ ландшафтной системы земледелия, эффективных приемов воспроизводства плодородия почв, совершенствование приемов защиты растений, адаптивных технологий и создание высокопродуктивных культур по природным зонам Башкортостана» (№ гос.рег.: 109, 76,45, 18 АНБ).
Цель и задачи исследовании. Целью исследований была разработка научных и практических пеной ногпрпи-шппгтия и регуттирпкяиня плодородия
Моск. cor.ьс.кжоа академии
им. К. А. 'і имирпавЕ^
f/\r-3U6l>
Инв. шМ-3
черноземных почв при совершенствовании отдельных элементов системы земледелия лесостепной зоны Южного Урала
В связи с этим решали стедуюшие задачи
изучить влияние систем механической обработки почвы и удобрений на агрофизические свойства и водный режим черноземов в севооборотах различной специализации,
изучить особенности регулирующего воздействия отдельных элемен-тов системы земледелия и их сочетаний на агрохимические и физико-химические показатели плодородия лесостепных черноземов,
провести оценку эффективности воспроизводства и регулирования биологических показателей плодородия выщелоченных черноземов в системах земледелия,
провести агроэкологическую оценку регулирующего воздействия отдельных элементов системы земледелия на содержание в почве и сельскохозяйственной продукции тяжелых металлов и радиоігуклидов,
разработать основные параметры моделей плодородия лесостепных черноземов Южного Урала,
дать агротехническую, экономическую и энергетическую оценку эффективности совершенствования отдельных элементов системы земледелия
Научная новизна результатов исследований. В результате многолетних исследований разработаны теоретические и практические основы воспроизводства и регулирования плодородия черноземных почв в системах земледелия лесостепной зоны Южного Урала При этом выявлен и теоретически обоснован ряд новых положений и закономерностей
определены закономерности изменения количественных и качественных параметров плодородия лесостепных черноземов под действием многолетнего (15-20 лет) применения разных по интенсивности систем обработки почвы, удобрений и известкования в севооборотах различной специализации, что является одной из научных основ совершенствования системы управления плодородием черноземных почв в адаптивно-ландшафтных системах земледелия Южного Урала,
обоснована роль севооборотов, систем обработки почвы, систем удобрений и известкования в воспроизводстве плодородия лесостепных черноземов,
разработаны и научно обоснованы основные параметры моделей эффективного плодородия лесостепных черноземов,
определены іакономерности динамики кислотно основных свойств оподзоленных и выщелоченных черноземов под действием отдельных эле ментов системы земледелия и их сочетаний, что является научной основой
для повышения эффективности известкования черноземных почв в системах земледелия Южного Урала;
установлены существенные корреляционные зависимости между урожайностью сельскохозяйственных культур и физико-химическими показателями плодородия лесостепных черноземов (рНксь гидролитическая кислотность, сумма поглощенных оснований); ........
впервые в лесостепной зоне Южного Урала установлена агроэколо-гическая и энергетическая эффективность сидеральных паров в севооборотах при совершенствовании систем обработки почвы, систем удобрений и известкования; --- - ^ -.'-.
выявлено влияние севооборотов, механической обработки почвы, удобрений, известкования и гербицидов на фитосанитарное состояние полевых агрофитоценозов;
разработаны и научно обоснованы новые методические подходы и критерии для биоэнергетической оценки регулирующего воздействия на плодородие почвы; ,
-'для условий лесостепной зоны Южного Урала разработана и научно обоснована концепция агроэкологической оценки плодородия черноземных почв на основе использования почвенно-экологического индекса (ПЭИ);
установлено влияние удобрений и известкования на содержание подвижных форм тяжелых металлов (Си, Zn, Cd, Pb) и радионуклидов ('"Sr, I37Cs) в почве и поступление их в растения;
дано агротехническое, энергетическое и экономическое обоснование эффективности отдельных элементов системы земледелия и их сочетаний.
На защиту выносятся следующие основные положения: ...
-
Агроэкологические закономерности изменения количественных и качественных параметров плодородия черноземных почв под влиянием многолетнего применения отдельных элементов систем земледелия и их сочета-. ний в лесостепной зоне Южного Урала. ...
-
Теоретическое и практическое обоснование системы воспроизводства и регулирования плодородия лесостепных черноземов в адаптивно-ландшафтных системах земледелия Южного Урала. . .
-
Методологические и методические основы агроэкологической и био-. энергетической оценки плодородия черноземных почв. . ...
, 4. Модели плодородия лесостепных черноземов Южного Урала, адап
тивные к антропогенному воздействию. , '.''..
Практическая ценность работы и реализация ее результатов. Разработанные новые теоретические положения и выявленные закономерности позволяют на научной основе совершенствовать приемы и методы воспроиз-
водства и регулирования плодородия лесостепных черноземов в адаптивно-ландшафтных системах земледетия Южного Урала Полученные экспериментальные данные по агроэкологической оценке плодородия черноземных почв с использованием почвенно-экологического индекса (ПЭИ) позволяют при проведении земельно-оценочных работ рассчитывать поправочные коэффициенты для определения размеров земельных паев в хозяйствах
Результаты исследований вошли в рекомендации "Система ведения агропромышленного производства в Республике Башкортостан" (Уфа, 1997) и использованы при разработке методических указаний для практического применения в системах земледелия Южного Урала "Аграрная наука - производству" (Уфа, 2001)
На основе результатов многолетних исследований разработаны модели плодородия черноземных почв лесостепной зоны Южного Урала, адаптивные к интенсивному антропогенному воздействию
Результаты исследований автора используются в учебном процессе в Башкирском государственном аграрном университете (БГАУ), Башкирском государственном университете (БГУ), а также для методического обеспечения научных исследований в Башкирском НИИ сельского хозяйства (БНИИСХ) и Институте биологии Уральского Научного Центра (УНЦ) Российской академии наук (РАН)
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на региональных конференциях "Пути повышения эффективности с -х производства в системе АПК"(Пермь, 1988), "Агрохимия на стужбе уро-жая"(Свердловск, 1988), "Научные основы и практические приемы повышения плодородия почв Урала и Поволжья"(Уфа, 1988), "Интенсификация с -х производства"(Уфа, 1992), Научно-произв совещании по проблемам борьбы с сорняками (Умань, 1988), И съезде почвоведов России, поев 150-летию В В Докучаева (С -Петербург, 1996), Научно-практ конф "Проблемы антропогенной эволюции почв Башкортостана" (Уфа, 1996), Международной научной конф "Проблемы антропогенного почвообразования" (Москва, 1997), Научно-практ конф "Проблемы устойчивого развития сельскохозяйственного производства"(Оренбург, 1997), Всероссийской конф "Антропогенная де градация почвенного покрова и меры ее предупреждения"(Москва, 1998), Научно-практ конф "Современные проблемы химизации сельского хозяйст-ва"(Уфа, 1988), второй Научно-практ конф "Энергоресурсосбережение в Республике Башкортостан"(Уфа, 1999), Всероссийской конф "Почва Жизнь Благосостояние "(Пенза, 2000), III съезде почвоведов России (Суздаль, 2000), научных конференциях БГАУ, БНИИСХ и ученом совете агрономического факультета БГАУ
Публикация результатов исследований. Основные положения дис
сертации опубликованы в трех монографиях и 42 печатных работах (общий
объем 68,5 п.л). .--'..-...''
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 9 глав,
выводов, предложений производству, списка использованной литературы и
приложений. Работа изложена на 419 страницах компьютерного текста, со
держит 112 таблиц , 23 рисунка. Список использованной литературы вклю
чает 689 наименований, в т.ч. 117 иностранных авторов. ,
