Оптимизация минерального питания культур зерно-свекловичного севооборота на черноземах типичных юго-запада ЦЧЗ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.04, доктор сельскохозяйственных наук Никитин, Валентин Владимирович

• Никитин, Валентин Владимирович
• доктор сельскохозяйственных наук
• 1998

Оглавление диссертации доктор сельскохозяйственных наук Никитин, Валентин Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Влияние систематического применения удобрений на изменение агрохимических свойств почвы

1.2. Влияние удобрений на урожай,качество культур и продуктивность севооборота

1.3. Роль микроудобрений в увеличении продуктивности и повышении качества культур севооборота

1.4. Почвенно-растительная диагностика потребности культур в элементах питания

1.4 Л.Почвенная диагностика 39 1.4.2.Растительная диагностика

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ,ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Цели и задачи исследований

2.2. Условия и объекты проведения исследований

2.3. Метеорологические условия проведения опытов

2.4. Агропочвенная характеристика опытного участка

2.5. Методы исследований(аналитическая часть)

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ НА СОДЕРЖАНИЕ ПРОДУКТИВНОЙ

ВЛАГИ И ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ В ПОЧВЕ И РАСТЕНИЯХ

3.1. Динамика продуктивной влаги в почве

3.2. Динамика подвижных питательных веществ в почве

3.3. Динамика накопления биомассы и элементов питания растениями

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙ И КАЧЕСТВО КУЛЬТУР 4.1. Влияние удобрений на урожай и качество свеклы Влияние последействия удобрений на урожай и качество ячменя

Влияние удобрений на урожай и качество кукурузы

4.4. Влияние последействия удобрений на урожай и качество гороха

4.5. Влияние удобрений на урожай и качество пшеницы

4.6. Влияние удобрений на продуктивность севооборота Влияние погоды на урожайность и эффективность удобрений

БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ В ЗЕРНО-СВЕКЛОВИЧНОМ СЕВООБОРОТЕ ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ Изменение агрохимических характеристик чернозема типичного под действием длительного применения удобрений

Влияние удобрений на изменение физических показателей чернозема типичного

ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПТИМИЗАЦИИ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ КУЛЬТУР ЗЕРНО-СВЕКЛОВИЧНОГО СЕВООБОРОТА ВЛИЯНИЕ СИСТЕМАТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ НА ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ СИТУАЦИЮ В АГР0ЦЕН03Е БАЛАНС ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ В СЕВООБОРОТЕ

ГЛАВА 5.

ГЛАВА 6.

6.1 6.2.

ГЛАВА 7.

ГЛАВА 8.

ГЛАВА 9. ВЫВОДЫ

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ

113 '

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптимизация минерального питания культур зерно-свекловичного севооборота на черноземах типичных юго-запада ЦЧЗ»

Для обеспечения устойчивого роста урожайности сельскохозяйственных культур важное место принадлежит мероприятиям,направленным на расширенное воспроизводство почвенного плодородия,рациональное применение органических и минеральных удобрений»научно- обоснованные системы интенгрированной защиты растений от вредителей и болезней.

Уровень плодородия почв в сочетании с погодными условиями является определяющим фактором в получении высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур в Центрально-Черноземном регионе.Ускоренное наращивание производства сельскохозяйственной продукции требует существенной перестройки земледелия,которое в настоящее время не обеспечивает гарантированного снабжения населения продуктами питания,а перерабатывающую промышленность -сырьем.

В Центрально-Черноземной зоне Российской Федерации,расположенной на плодородных черноземных почвах,производится более 9% зерна,около 50% сахарной свеклы,14% подсолнечника,значительное количество животноводческой продукции.

Земельный фонд ЦЧЗ составляет 16,8 млн.гектаров,из которых -11,млн.пашни,представленной черноземами оподзоленными - 4,%,черноземами выщелоченными - 36,%,черноземами типичными - 11,3%,черноземами обыкновенными - 11,3%,черноземами южными - 0,3%.На долю прочих почв приходится 15,6% пашни.

В интенсивном земледелии почвообразовательный процесс находится под влиянием антропогенного фактора,при этом происходит изменение природных свойств черноземов.При систематическом использовании удобрений почва обогащается биофильными элементами,в то же время вследствие отчуждения с урожаем,а также развития эрозионных процессов происходят потери органического вещества и элементов минерального питания,что приводит к нарушению природного равновесия в экосистемах и нередко ухудшает экологическую ситуацию агроценоза.

Расширенное воспроизводство плодородия - процесс,при котором последующий цикл малого биологического круговорота веществ и энергии сопровождается стабильным увеличением в системе биофиль-ных элементов и энергии по сравнению с предыдущим циклом.Современные концепции расширенного воспроизводства плодородия почв исходят из положения,что самоорганизация почвы первична, а управление - вторично.Интенсификация земледелия приводит к аккумуляции одних и потере других не только питательных,но и балластных а также токсичных элементов и изменяет их размещение по профилю.

В условиях Центрально-Черноземной зоны земледелие в значительной степени подвергается отрицательному влиянию погодных условий. Земледелие ведется в условиях недостаточного и неустойчивого увлажнения,часто повторяющихся засух,в результате чего снижаются темпы повышения урожайности и валовых сборов продукции. Дальнейшая интенсификация земледелия в зоне невозможна без восстановления и последовательного наращивания плодородия почв на фоне рационального использования местных почвенно-климатических ресурсов.

Осуществление практических задач по увеличению производства продуктов земледелия во многом зависит от правильной оценки состояния потенциального плодородия почв,его оптимальных параметрах.

В настоящее время выделяются три группы основных показателей потенциального плодородия почв:

- агрохимические(гумус,валовые и подвижные формы азота,фосфора и калия,микроэлементы,потенциальная и актуальная кислотность почвенного раствора,состав ППК);

- агрофизические(механический состав, структура, объемная масса, плотность сложения, общая пористость, водно-физические параметры);

- биологические(общее количество микроорганизмов,нитрификацион-ная и азотфиксирующая способность,ферментативная активность).

Систематические исследования,проведенные на всех типах почв ЦЧЗ,свидетельствуют о значительном снижении гумуса и валового азота на пашне по сравнению с целинными и залежными землями,при этом наиболее негативный характер этот процесс имеет в пахотном слое.Ежегодная минерализация гумуса в пахотном слое почвы Центрально-Черноземной зоны в сильной степени обусловлена погодными условиями и составляет в среднем 0,6-0,9 т/га.В черноземах она достигает 0,4-0,7%: в оподзоленном и южном - 0,5-0,7%, в серых лесных почвах - 0,8-1,0% от общих его запасов.

В условиях интенсификации сельскохозяйственного производства первостепенное значение приобретает проблема управления плодородием почвы.Практическое решение ее не ограничивается мобилизацией природных ресурсов земельных угодий,а обеспечивается возвратом и возмещением использованной их части,дополнительной энергией агроэкосистемы и улучшением условий для повышения продуктивности фотосинтеза за счет комплексного и системного использования всех известных путей,применения новых методов повышения плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур.При оптимизации управления плодородием почв нужно исходить из следующих основных положений:

- необходимо иметь четкое представление о современном состоянии потенциального плодородия почв,его агрохимических.агрофизических и биологических показателях, определяемых в результате почвенных обследований;

- требуются полные данные о прогнозируемом уровне потенциального плодородия,его оптимальных показателях,устанавливаемых на основе проведения многофакторных опытов;

- необходим научно-обоснованный комплекс факторов,обеспечивающий воспроизводство плодородия черноземов.Основой системы управления плодородием почв должна быть модель с оптимальными показателями, обеспечивающими расширенное воспроизводство плодородия.

В Центрально-Черноземной зоне проведено большое количество опытов по применению удобрений на типичных черноземах в зерно-свекловичных севооборотах,но большинство из них были краткосрочными, а в длительных стационарах,как правило,исследования проводили с узким интервалом насыщенности минеральными удобрениями и с небольшим набором сочетаний азота,фосфора и калия.Мониторинг основных параметров почвенного плодородия проводился с ограниченным набором показателей и на небольших глубинах.

Выяснению ряда теоретических и прикладных вопросов регулирования почвенного плодородия чернозема типичного,разработке научных основ системы удобрения,оптимизации минерального питания культур зерно-свекловичных севооборотов в условиях юго-зпадной части ЦЧЗ и были посвящены наши исследования,основные результаты которых представлены в настоящей работе.

Научная новизна.Разработаны научные основы применения удобрений в зерно-свекловичном севообороте на черноземах типичных в юго-западной части Центрально-Черноземной зоны,обеспечивающие стабильную урожайность культур высокого качества и удовлетворяющие экологическим ограничениям.Установлены оптимальные уровни минерального питания ведущих культур.основные критерии почвен-но-растительной диагностики,позволяющие корректировать систему удобрения в зависимости от обеспеченности почвы подвижными элементами питания.Предложены нормативы затрат минеральных удобрений на формирование единицы урожая и прибавки»разработаны нормативы затрат подвижных питательных веществ чернозема типичного а также коэффициенты их использования в зависимости от эффективного плодородия.Изучены изменения основных показателей плодородия чернозема типичного на глубину одного метра под влиянием систематического применения органических'. и минеральных удобрений, трансформация гуминовых и фульвокислот а также различных соединений почвенного фосфора и калия. Проведена биоэнергетическая оценка применения удобрений в зерно-свекловичном севообороте. Впервые в условиях ЦЧЗ приводятся результаты исследований по миграции нитратного азота на глубину двух метров в условиях естественного фона и повышенного уровня применения средств химизации.

Практическая ценность работы и реализация результатов исследований. Разработана система удобрения зерно-свекловичного севооборота на черноземах типичных,обеспечивающая получение 75-80 ц/га зерновых единиц.Установление оптимальных норм и соотношений минеральных удобрений является теоретической базой для составления системы удобрения зерно-свекловичного севооборота, что позволит получать высокие урожаи хорошего качества при сниженных материальных и энергетических затратах на единицу продукции.Предложенные критические уровни содержания азота,фосфора и калия в почве и растениях сделают возможным проводить систематический операционно-диагностический контроль за состоянием выращиваемых культур,корректировки системы питания в целом,повысить рентабельность химизации земледелия с учетом охраны окружающей среды. Полученные результаты позволят вести земледелие на почвах первой агропроизводственной группы с бездефицитным балансом гумуса, то- есть в условиях расширенного воспроизводства плодородия чернозема типичного.Основные результаты работы включены в систему ведения сельского хозяйства ,в систему земледелиям программу повышения плодородия почв Белгородской области.

Апробация работы. Результаты исследований доложены и обсуждены на международных конференциях(г. Белгород,1995,г.Москва, 1996), на Всесоюзных координационных совещаниях(г.Белгород ,1980,г. Пенза,1982,г.Горький,1984,г.Суздаль,1989),на зональных и региональных научно-методических совещаниях(г.Белгород , 1988, г.Липецк,1990,г.Тамбов,1993,г.Воронеж,1996).

Основные исследования проводили в полевом стационарном опыте, заложенном в 1979 году на опытно-производственном отделении Центрально-Черноземного филиала ВИУА,расположенном в Корочанском районе Белгородской области,а также в микрополевых и лабораторных опытах.В разработке программ исследований и проведении наблюдений в разное время принимали участие Белоусова.Н.А.,Оксенен-ко Н.И.,Романенко М. И.,Горбатенко А.И.,Придачина Л.Н.,Страхова Т.А.Никитин В.В.,которым выражаю искреннюю признательность.

За методическую помощь в работе приношу благодарность академику В.Д.Панникову,академику В.Г.Минееву,доктору сельскохозяйственных наук Т.И.Ивановой,кандидатам сельскохозяйственных наук Щ.И.Литваку и А.И.Хабаровой.