Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
БАЗОВЫЕ СВОЙСТВА И РЕЖИМЫ ПОЧВ ПОЛЯРНО ОРИЕНТИРОВАННЫХ СКЛОНОВ
ВАК РФ 03.00.16, Экология
Автореферат диссертации по теме "БАЗОВЫЕ СВОЙСТВА И РЕЖИМЫ ПОЧВ ПОЛЯРНО ОРИЕНТИРОВАННЫХ СКЛОНОВ"
на правах рукописи
ПРОЦЕНКО Елена Петровна
БАЗОВЫЕ СВОЙСТВА И РЕЖИМЫ ПОЧВ ПОЛЯРНО ОРИЕНТИРОВАННЫХ СКЛОНОВ
Специальность 06.01.03. — а гропоч во ведение, агрофизика 03.00.16. - экология
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук
Курск-2004
Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте земледелия и защиты почв от эрозии.
Официальные оппоненты:
доктор сельскохозяйственных наук, профессор Б.Ф. Азаров доктор сельскохозяйственных наук, профессор М. В. Кумаки доктор биологических наук, профессор В. И. Никитишен
Ведущая организация: Орловский государственный аграрный университет.
Защита состоится 9 сентября 2004 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.016,01 при Всероссийском научно-исследовательском институте земледелия и защиты почв от эрозии.
Отзывы просим присылать в 2-х экземплярах по адресу: 305021, г. Курск, ул. К. Маркса, 70-6, ВНИИЗиЗПЭ; факс: (0712) 53-67-29.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан 05 августа 2004 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук
Агаркова М.Г.
Актуальность проблемы. Изучение особенностей строения, свойств и режимов почв в склоновом эрозионно - опасном рельефе особенно активно происходит в последнее десятилетие, что связано с развитием ландшафтно - экологического подхода в агрохимии, земледелии, агропочвоведении. Выращивание сельскохозяйственных культур на склоновых землях предполагает максимальную степень приспособления технологий к конкретным экологическим условиям (Жученко, 1990; Лисецкий, 2000) и носит зональный характер. Разработка ландшафтных подходов к эксплуатации природно-сельскохозяйственных систем, с одной стороны, диктует необходимость поиска общих закономерностей функционирования почв склоновых ландшафтов, в частности, почв полярно ориентированных склонов в разных климатических зонах, с другой стороны, - выявления и изучения тех отличий, которые характерны для разных широт.
Поскольку изменения таких экологических факторов как тепловой режим и режим влажности почв в ландшафте, носят зональный характер, рассмотрение данного вопроса при движении от Крайнего северо - востока России (Таймыр, Западная Сибирь) на юго-запад (ЦЧЗ) имеет, на наш взгляд, не только теоретическое, но и практическое значение, так как в этом же направлении изменяется биопродуктивность растительных сообществ (Ресурсы биосферы, 1975).
6 связи с пространственной неоднородностью экологических факторов на склонах полярных (южной и северной) экспозиций справедливым и достаточно обоснованным с точки зрения климатологии является утверждение о том, что с продвижением от средних широт к высоким разница в их теппо-влагообеспеченности увеличивается. Логично было бы предпопожить, что значимость фактора экспозиции склона должна в северных регионах намного превосходить таковую в средних широтах по влиянию на свойства почв и их режимы. Однако сведения по этой проблеме крайне немногочисленны. Большая часть работ, в которых отмечалась разница в свойствах почв склонов противоположных экспозиций относится к лесостепной и степной зонам (Чуян, 1994; Каштанов, Явтушенко, 1997; Черкасов, 1999; Проценко, Траутвах, 2000), а также к Забайкалью, где исследования проводятся в условиях горных котловин (Бадмаев, Корсунов, Куликов, 1996). Именно элементы рельефа являются постоянными и устойчивыми признаками территории во всех широтных зонах, дифференциация почв в пространстве склоновых ландшафтов по теплоапагоресурсам вызывает их неоднородность как по срокам наступления физико - технологических кондиций, так и по отзывчивости на агромероприятия.
Почвенный и экологический аспекты совместно формируют подход, определенный нами как эколого - катенарный, использование которого при соответствующей оценке водно-теплового режима почв склонов, а также их почвенно — агрохимических свойств открывает возможность более рационального использования почв склонов конкретных природных ландшафтов.
Цель работы — установить закономерности изменения свойств и режимов почв склонов полярных экспозиций и разработать пути управления ими в ландшафтах.
Задачи исследований. Для достижения це/щ.быпилоставлены.и. решены следующие задачи. цНБ Г<1СХА
фонд »тучной литературы
1. Выявить основные фа лоры, влияющие на свойства и режимы почв в склоновом рельефо в разных широтных зонах России:
• изучить комплексное влияние экологических факторов (инсоляции, рельефа различного масштаба, состава материнских пород, характера распространения многолетней мерзлоты) на свойства лочв склонов полярных экспозиций в северных регионах России;
- определить степень влияния фактора рельефа в средних широтах (ЦЧЗ) по влиянию на свойства и режимы почв склонов противоположных экспозиций.
2. Изучить изменения агрофизичесхих, физико - химических и агрохимических свойств темно-серых лесных и черноземных почв склонов полярных экспозиций в холмисто - волнистом рельефо ЦЧЗ в пространстве и во времени.
3. Выявить приоритетные факторы, лимитирующие урожайность сельскохозяйственных культур на склонах противоположных экспозиций в □гроценозах.
4. Разработать методические подходы к совершенствованию системы удобрения для склоновых агропандшафтов.
Декларация личного оклада автора в результаты исследований. Зональный аспект проблемы в работе отражен на основании экспедиционных исследований, проведенных автором в составе полярных экспедиций МГУ им, М.В. Ломоносова на Таймыр и института инженерной геологии (ВСЕГИНГЕО) в Западную Сибирьь в 1975-1981гг„ где лично автором собран обширный экспериментальный материал. В настоящей работе использована часть этого материала, имеющая непосредственное отношение к влиянию рельефа на свойства почв.
Наиболее длительные исследования проводились в лесостепной зоне, что дало возможность отразить в работе как пространственную, так и временную динамику свойств почв в склоновом рельефе. Основные стационарные исследования по данному вопросу были проведены на почвенных и растительных объектах многофакторного полевого опыта ВНИИЗ и ЗПЭ. Автор принимала личное участие в почвенном обследовании, предшествующем закладке МФПО (1982-1983 гг.), занималась изучением агрофизических н агрохимических свойств почв. Данные ло продуктивности культур севооборотов предоставлены лабораторией систем земледелия.
Свойства темно - серых лесных почв изучались на опытном объекте кафедры агрохимии и почвоведения Курского СХИ (ныне КГСХА) в 19871991гг.; заведующим в то время кафедрой А.И. Стифеевым была любезно предоставлена такая возможность. Использованы также материалы исследований, полученные при агрохимическом обследовании полей опытного хозяйства ВНИИЗ и ЗПЭ (2002 г.), а также во время работы в составе экспедиции лаборатории агрофизики по госсортоучасгкзм Курской области (1983 -1990 гт).
Автору принадлежит постановка проблемы, разработка ряда теоретических положений, программы исследований, анализ полученных результатов, литературных материалов, формулирование задач, основных положений и выводов работы.
Научная новизна. Впервые на основе системно - аналитического подхода на обширном экспериментальном материале проведены исследования зонального аспекта проблемы влияния эколотческих факторов на свойства почв полярно ориентированных склонов. На основе экспериментальных данных длительных опытов проведена количественная оценка зависимости продуктивности почв схлонов лесостепи ЦЧЗ от их физико - химических и агрохимических свойств и режимов. Выявлено длительное воздействие антропогенных факторов (внесение органических и минеральных удобрений, обработок почв склонов, севооборотов) и природных факторов (положение почв о рельефе) на агрохимические свойства и продуктивность почв склонов. Впервые для условий Центрально - черноземной зоны получены комплексные экспериментальные данные об особенностях вегетационной динамики минеральных форм азота в черноземе типичном на склонах полярных экспозиций, поступления азота в растения, а также его влияния на формирование урожая и качества сельскохозяйственной продукции.
Разработаны методические подходы к прогнозированию урожайности в склоновом рельефе на основе математических моделей зависимости продуктивности сельскохозяйственных культур от содержания элементов питания и климатических показателей.
Защищаемые положения.
^Специфическое сочетание экологических факторов в высоких широтах России (п-о Таймыр, север Западной Сибири) способствует сглаживанию различий в свойствах зональных почв разноориентированных склонов, хотя разница в их инсолированности в высоких широтах выше, чем в средних. Среди зональных почв региона наибольшие различия в морфологических свойствах рззноориентировзнных почв склонов в мезорельефе характерны для подзолов. Наиболее значительные различия в свойствах характерны для интразонапьных дерновых почв южных склонов яров, которые отличаются от почв склонов северных экспозиций по ряду показателей.
2. Агрофизические свойства темно-серых лесных и черноземных почв северных и южных склонов лесостепи ЦЧЗ различны, они зависят не только от экспозиции, но и от целого комплекса экологических факторов. Во временном аспекте харзктер изменений их свойств также неодинаков,
3. Агрохимические и физико-химические свойства черноземов типичных на склонах южной и северной ориентации различаются как исходными показателями плодородия, так и разными уровнями их изменений под воздействием длительной антропогенной нагрузки. Почвы северных склонов имеют более высокие показатели потенциального плодородия, но их эффективное плодородие, связанное с подвижностью элементов литания и теплообеспе-ченноегью, снижено по сравнению с почвами южных склонов.
5. Динамичность азотного фонда типичных черноземов на склонах -основа пространственно-временной неоднородности показателей продуктивности лочв склонов южной и северной экспозиций.
6. Управление агрохимической системой почв склонов полярных экспозиций необходимо строить с учетом неодинаковой эффективности удобрений на склонах полярных экспозиций.
Практическая значимость работы. Предложенные автором подходы к стабилизации почвенного плодородия склонов предназначены для принятия
управленческих решений о системе офозошелужбы, а тзкжа для сельскохозяйственных предприятий различных форм собственности, поскольку до 70% территории ЦЧЗ продетаолено склонами различной крутизны и экспозиции. Предложенные разработки позволяют более эффективно использовать имеющийся потенциал плодородия почв склонов разной ориентированности. Материалы автора используются при чтении курсов лекций в Курской ГСХА, а также о МГУ им. М.В. Ломоносова.
Апробация работы. Материалы работы были доложены на II и III съездах Всероссийского общества почвоведов в Санкт-Петербурге (1906 г) и о г, Суздале (2000г), на VIII и XI Симпозиумах «Биологические проблемы Севера», на IX и X школах «Экология и почвы» в г Пущино-на-Оке в 1999 и о 2000гг. в институте биологических проблем почвоведения РАН, на 3-х международных и 15-ти научных и научно-практических конференциях, на Всемирном съезде почвоведов в Таиланде в 2001г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано более 50-ти работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 9#f) страницах компьютерного текста, содержит/fV? таблиц, рисунков и приложения, размещенные на Со листах. Список литературы включает^З?^ источников, из них G% зарубежных.
Благодарности. Автор преклоняется перед своими Наставниками: член, корр. АН СССР |В.А. Ковдой |, доктором с.-х. наук, заведующим лабораторией агрохимии ВНИИЗ и ЗПЭ, профессором Г-А- Чудном], профессором кафедры общего почвоведения МГУ, доктором биологических наук ВД. Васильевской, оказавшими о разные годы большое влияние на формирование научного мировоззрения автора как исследователя.
Автор выражает глубокую благодарность за ценные научные консультации: академику РАСХН В.Г. Микееву; доктору с.-х. наук, заслуженному деятелю нзуки, профессору Д.В. Мухе; доктору с.-х. наук, лауреату Государственной премии Г.Н. Черкасову; доктору с.-х. наук А.Г. Рожкову; доктору с.-х. наук, профессору М.К. Пружину.
Особую признательность хочется выразить заведующему лабораторией систем земледелия доктору с.-х. наук И.Г, Пыхтину за многолетнее сотрудничество на тюгофакторном полевом опыте, а также руководителям опыта С.С. Мащенко и С.Н. Халину, самоотверженный труд которых в тяжелые для сельскохозяйственной наухи годы перестройки позволил автору проводить исследования.
В диссертации использованы результаты совместных исследований с К.6.Н. Ю.А. Виноградовым и к. с.-х. наук Н.В. Шустровой, которым автор искренно благодарна.
Неоценимую помощь в работе оказали сотрудники лаборатории агрохимии, проводившие химиш-аналитические исследования: Н.В. Виноградова, Г.С. Жиляева, Т.А. Рылькова, Г.В. Сулеина, J1.H. Тынник, Н.И. Чернышева. Также хочется поблагодарить к. с.-х. наук Р.Ф. Еремину за научные консультации по биоэнергетике, a также сотрудников лаборатории агрохимии О.П. Тур, Л.Н. Кэраупову, А.Ю. Медведеву, помогавших в обработке результатов и оформлении работы.
Содержа н но работы
I. Пространственная неоднородность экологических условий в склоновом рельефе
Неравномерность в распределении основных природных ресурсов в условиях пересеченного рельефа издавна вызывала необходимость дифференцированного использования зомель с учетом их агрозкологического потенциала. «Даже простые пахари-землепашцы, - писал В.В. Докучаев, -обязательно различают и далеко неодинаково ценят поля, лежащие на полдень и на ночь, а равно и участки на горах, по долам, падям и равнинам. И действительно, условия освещенности, температура, характер снежного покрова и особенно его таяния, даже количество осадков, время и стоимость обработки полей, здесь все существенно различно» (1965).
Как следует из научной литературы, наиболее обеспеченными солнечными радиационными ресурсами независимо от климатической зоны являются южнью склоны, наименее - северные, плато занимают промежуточное положение. В зависимости от экспозиции и крутизны склонов в почвах создается различный режим влажности: склоны, ориентированные на север, независимо от кпиматичесхих особенностей региона и типа почвы обладают более высоким содержанием влаги, чем южные (Швебс, 1960; Ларионов, 1972; Здоровцов, 1993; Чуян, 1994; Черкасов, 1096).
В вопросах оценки биопродуктивности агроценозов на склоках полярных экспозиций существует целый ряд слабоиэученных закономерностей. Так, на стационарном объекте ВИУА в Белгородской области более высокое плодородие черноземных почв и более высокая урожайность культур характерна для северных склонов по сравнению с южными (Каштанов, Явтушонко, 1997). По данным наших исследований на многофакторном опыте ВНИИЗ и ЗПЭ (Проценко, Чуян, 1999; Траутвах, 2000), несмотря на меньшее содержание гумуса и более высокую степень смытостм, черноземы южного склона показывают более высокую урожайность сельскохозяйственных культур. В экспериментах, проведенных в Бурятии, наибольшая урожайность отмечена на лугово-черноземных почоах трас-аккумулятвных ландшафтов северных склонов, гдо создается оптимальное сочетание тепла и влага (Бадмаев и др.,1996).
Таким образом, резюмируя изложенное выше по поводу тепло- и влаго-обеслеченности лочв склонов полярных экспозиций, а также агрогеохимиче-ской оценки взаимосвязей между положением конкретной почвы в рельефе, плодородием данной почаы и урожайностью выращиваемых на ней культур, можно считать, что топография ландшафта самым существенным образом влияет на показатели плодородия почв. Следует отметить, что степень изученности данных взаимосвязей до настоящего времени невелика, имеющиеся научные сведения противоречивы.
II. Объекты и методы исследований
Объектами исследований являются почвы различных климатических зон России. Это полярные области - полуостров Таймыр и север Западной Сибири, а также лесостепь ЦЧЗ. При изучении просгранстоснной неоднородности
почв склонов о половых экспедиционных исследованиях применялись детальные съемки почвенного покрова и микрорельефа с заложением профилей, траншей, соток опробования, использовались и дешифрировались аэрофотоснимки. Динамика свойств почв полярных экспозиций во временном аспекте изучалась о условиях стационарных опытов. Основным стационарным объектом исследований является многофакторный полевой опыт ВНИИЗмЗЛЭ, который был заложен в 1984 г. в Медвенском районе Курской области на склонах полярных экспозиций (северной и южной) и водораздельном плато. Цель опыта — оценить взаимодействие природных факторов с антропогенными, определить лимитирующие агрохимические, агрофизические и биологические факторы, ограничивающие урожайность сельскохозяйственных культур в агроландшафте. В схему многофакторного полевого опыта (МОПО) по моделированию систем земледелия были включены следующие элементы (таблица 1).
Таблица 1. Уровни варьирования изучаемых в МФПО факторов
Факторы Уровни
1. Севообороты, % многолетних бобовых трав* 0 25 50
2. Органические удобрения, т/га севооборотной площади 0 6 12
3. Минеральные удобрения, кг/га севооборотной площади 0 МмРзгКи М/сР/Жео
4. Обработка почвы - 0 +
*Совообороты: зернопаропропашной (50% зерновых, 25% пропашных и 25% пора); зорнотрооянопропашной (50% зерновых, 25% пропашных, 25% ми. трав); зорііотраояной( 50% зерновых, 50% трав)
"Обработки: (-) -безотвальная; (О) - вспашка отвальная; (+) сочетание обработок- чизельная + поверхностная.
Исследования проводились во втором блоке опыта («Плодородие»), который размещен тремя полями: на водораздельном плато и склонах южной и северной экспозиций (с уклоном 3-5°). За основу схемы этого блока взят полный факторный план 3 . Опыт включает в себя 346 вариантов. Повтор-ность двукратная. Длина делянок 20-40 м и ширина 5-7 м. В работе также использованы материалы мелкоделяночных и лабораторных опытов.
Определение агрохимических показателей почвы выполнялось в лаборатории агрохимии ВНИИЗиЗПЭ, прошедшей государственную аккредитацию. Гумус определялся по методу Тюрина (ГОСТ 26213-91), гидролитическая кислотность по Каплену (ГОСТ 26483-85), рН сол. потенциометр ически (ГОСТ - 26951-66), подвижный фосфор и калий по Чирикову (ГОСТ 2620491), обменный калий по Масло о ой. необменный по Пчепкину, общий азот -по Кьельдалю, нитратный и аммонийный азот - колориметрическим методом с дисульфофеноловой кислотой и реактивом Несслера соответственно, фракционный состав азота • методом Шганде - Королевой, состав минеральных фосфатов методом Чанга- Джексона в модификации Гинзбург и Лебедевой, нитрификационная способность почв методом Кравкова в моди-
фикации Болотной и Абрамовой, щелочи огндролизуемый азот - по Корн-филду, сахаристость - методами поляриметрии и рефрактометрии, показатели качества зерна пшеницы (содержание белка и клейковины) с помощью инфракрасного спектроанализатора «ИНФРАПИД». Агрофизические показатели определялись методами, используемыми кафедрой физики и мелиорации почв МГУ (Вздюнина, Корчагина, 1977).
Математическая обработка материалов производилась методами корреляционного, дисперсионного и регрессионного анализов (Дмитриев, 1972; Доспехов, 1985) на персональной ЭВМ.
III. Влияние экологических факторов на свойства почв полярно ориентированных склонов в зональном аспекте
3.1. Экологические условия формирования почвенного покрова склонов на Крайнем севере России
В различных климатических зонах действие фактора «рельеф», в частности, масштаба данного фактора, а именно: макро-, мезо- микро- и нано-рельефа неоднозначно. Исследования климатологов (Романова, 1977) показали, что мезорельеф по своему влиянию на формирование температурного режима может играть меньшую роль, чем микро- и даже нанорельеф, по* скольку дополнительный приток солнечной радиации к склонам определенной крутизны нс зависит от масштабов рельефа. Эти закономерности объясняются особенностями ветрового режима полярных районов, а также характером распространения многолетней мерзлоты, которая может выходить на ведущее место в склоновых ландшафтах а ряду других абиотических факторов, формирующих климатические особенности.
Результаты наблюдений показали высокую вариабельность температурного и влажноспюго режимов почв в микрорельефе, что отмечалось в наших работах (Сопина, 1034; Ргосепко, 2002), а также в трудах В.Д. Васильевской, посвященных детальным исследованиям режимов почв Таймыра (1980). Для пятнистой тундры характерна большая пестрота микро- и нанохлиматических условий. Проведенные исследования показали, что разница в температурах поверхности почвы на миклосклоне (крутизной около 20") северной и южной эхепоэиций составляет в июле в дневные часы около 15°С, в ночные 2-3 градуса. Различия в термическом режиме склонов северных и южных экспозиций в мезорельефе были намного меньше, не более 5'С, что связано с суровостью ветрового режима. В арктических рзйонах основное свойство почвенного покрова — это его коМ|СттЕршаыо особый микроклимат характерен для бероговых склонов солнечной ориентации (ярое). Яры - это совершенно уникальные, закрытые от ветров участки земной поверхности в тундровой зоне (рис. 1). Яр получает в дневные часы в 1,5 раза больше солнечной радиации, чем горизонтальная поверхность. Кок водно на рисунке 1, по нашим данным, поверхность яра прогревается в июло до 30° С, разница в температуре между яром и тундрой достигает 18"С, в то время как у подножия склона северной экспозиции лежит снег.
Коре) Ц$ 21* С
—граница мерзлоти
Рис.1 Температура поверхности почвы и её свойства в зависимости от экспозиции склона (на яру и в тундре, 13 часов, Уренгой, Западная Сибирь)
На водоразделах и северных склонах формируются зональные тундровые и элювиально- глеевые почвы, а на склонах яров распространены ин-трззональные дерновые почвы под разнотравно-злаковой растительностью (табл. 2).
Таблица 2. Свойства почв северной и южной экспозиций распадка в лесотундре Западной Сибири
Горизонт Глубина отбора, см Гумус, % рНеол Поглощенные основания Нпчдр, Влажность, средняя за вегетацию, %
Са2* Мд2*
мг-экв на 100 г почвы
Дерновая глубин но-глеевая почва, южный склон (яр), раэр.135
Аир 0-7 24,7 4.0 4.62 1.50 8,3 58.3
Аі 20-40 4.7 4.2 4.81 1,84 7.4 22,8
в, 70-80 2.3 4.1 3,52 0.65 5,3 27,5
Тундровая глеевая почва, северный склон, разр. 137
Ао 0-15 23.7 2,8 3,20 0,93 84.1 107,3
В., 15-20 2.1 3.2 2.02 0,87 17.3 35,8
Є 40-55 1,8 4,0 1,48 0,54 5.9 32.5
* - потеря при прокаливании
Особую роль в развитии лочв яров играет биотический фактор: благодаря поселению роющих животных в дерновых почвах яра увеличивается мощность гумусового горизонта, содержание гумуса о этих почвах - 4,7%, рН составляет 4,2, о то время как на северном склоне в тундровых глеевых почвах содержится 2,1 % гумуса и рН - 2,8, падролитическая кислотность отличается на порядок (8,3 и 84,1 мг-экв на 100 г почвы соответственно). В большей мере проявление экологического действия фактора рельефа в Западной Сибири характерно для зональных почв подзолистого ряда, так как они приурочены к отложениям более легкого механического состава. Отличия в свойствах почв полярных склонов, как правило, заметны по их морфологии. Поскольку на северных склонах выше увлажнение а весенний период, мощность подзолистых горизонтов на них больше, чем на южных. Выявлено, что на склонах соверной экспозиции специфических образований в мезорельефе тундровой зоны - бугров мерзлотного пучения - мощность подзолистого горизонта достоверно возрастала при движении от вершины к подножию бугра, в среднем с 16 см до 38 см на северном склоне и до 22 см на южном.
Что касается подзолистых почв склонов под лесной растительностью, необходимо отметить, что изученные нами таежные подзолистые почвы на склонах полярных экспозиций северной тайги достоверно не отличались по морфологическим и физико- химическим свойствам, что, вероятно, связано с эхологичесхой сглаживающей ролью леса (Гейгер, 1960; Алисов, Полтзраус, 1976).
Под пятнистыми лиственничными рединами с кустарничково-мохово-лишайниковым напочвенным покровом на озерно-аллювиальных и морских суглинках севера З.Сибири формируются зональные элювиально-глее вые почвы. Характерной чертой почвообразующих пород данных почв является двучленностъ и слоистость (Сопина, 1934). В результате обработки данных по морфологии 186 разрезов элю8иально-глеевых почв методом дискрими-нантного анализа (Андерсон, 1968) нами была получена достоверная зависимость между мощностью суглинистых отложений, подстилаемых песками, и наличием признаков морфологического оподэоливэкия. При мощности суглинистой толщи более 70 см подзолистый горизонт, как правило, не формируется, а при меньшей мощности появляются осветленные пятна под подстилкой или маломощный подзолистый горизонт Аг (А) Аг). Влияние экспозиции склона на морфологическое строение профиля и свойства в данном случае недостоверно, что связано с условиями дренирования суглинистой толщи и коррелирует с данными созонно-динамических наблюдений.
Таким образом, среди зональных почв северного ропюна наибольшие различия в свойствах в мезорельефе характерны для подзолистых почв. Среди интраэональных почв резко отличны по свойствам дерновые почвы южных склонов (ярое) от зональных почв северных склонов. Для почв, сформированных на двучленных отложениях, зависимость свойств от экспозиции о мезорельефе но выявлена, о то же время данным почвам присуща высокая микрокомплексность, связанная с особенностями микрорельефа.
3.2. Экологи ческио особенности формирования почвенного покрова полярно ориентированных склонов в лесостепной зоне
3.2.1. Вариабельность свойств тсмно-серых лесных
почв склонов во времени и пространстве
Исследования показали значительную неоднородность свойств темно-серых лесных почв о разной степени эродированных. Изучались почвы по катена, включающей северо-западный склон (уклон от 3 до 6°), облесённую балку, юго-восточный склон под массивом широколиственного леса с выходом на поле. По катене была определена граница гумусового горизонта (А+АВ) и его мощность. Максимальная мощность (65 см) отмечается на пашно (несмытые приводораздельные почвы), на склоне северной ориентации она уменьшается, достигая минимального значения (18 см) на сильносмытых почвах. Мощность гумусовых горизонтов на склоне юго-восточной экспозиции лсд лесом находится на таком же уровне, как и на средиссмытых почвах пашни северного склона (40 см). Вероятно, это связано как с условиями почвообразования на склонах разных экспозиций (Лиссцкнй, 2000), так и с перекосом незакреплённого лесной подстилкой почвенного материала вниз по склону. По нашим данным, резервом такого незакреплённого материала о лесу могут служить бутаны роющих животных, деятельность которых способствует переносу почвенного материала вниз ло склону талыми и ливневыми водами (Проценко, 1999).
С целью изучения влияния эрозионных процессов на свойства почв во временном аспекте сравнивались почвенные показатели контрольных вариантов (без удобрений и мелиорантов) разной степени смытости и инсоли-рованности. Данные по агрофизическим свойствам почв, в частности, по плотности показывают, что смытые почвы северного склона несколько уплотнились за 20-летиий период: на 0,05-0,08 г/см. Тенденция к ухудшению агрофизических свойств смытых почв во времени по сравнению с несмыты-ми прослеживается и ло полевой влагоемкости и по общей пористости (табл.З). Содержание гумуса в пахотном горизонте средкесмытых почв ло сравнению с 1969 годом снизилось с 2,30 % до 2,01 %. В то же время на пашне склока южной экспозиции не произошло достоверных изменений свойств почв, которые можно было бы интерпретировать как ухудшение, что видимо связано с исходно очень низкими показателями плодородия этих почв. Коэффициенты варьирования мощностей гумусовых горизонтов (А+АВ) составили для несмытых почв 0,12 - 0,13, для средкесмытых почв северной ориентации - 0,18 - 0.20, южной ориентации - 0,26 - 0,27. Диапазон изменений плотности лочв на смытых почвах северного склона составляет 0,03 - 0,04 г/см3, в то время как на склоне южной ориентации - 0,06 - 0,08 г/см3. Варьирование содержания гумуса, которое изучалось ло линиям опробования через 10 см в вертикальном профиле почв в 24-кратной повторно-сти, показало, что коэффициенты варьирования содержания гумуса для смытых почв южной ориентации значительно выше, чем северной, особенно это характерно для слоя 0-10 см: коэффициент варьирования для несмы-тых почв - 0,058, для смытых почв северной ориентации - 0,14, южной ориентации - 0,22.
Таблица 3. Изменение физико-химических и агрофизических свойств контрольного варианта темно-серой лесной почвы разной степени зродированности во временном аспекте (в числителе -1989 г.; в знаменателе -1969 г.)
Почва Горизонт, глубина, см рН Гумус, % АЗОТ общий, % Плотность почвы, г/см3 Порозность общая, % Влагоёыкость полевая (ППВ), объем.%
Несмытая тбмно-серая лесная Апах. 0-25 5,0 2.40 2,67 0.14 0,21 1.27 1.28 51.3 51,5 31.3 30,5
В1 60-70 62 6,3 0.98 1,00 0.08 0,07 1.48 1,48 45.2 44,8 29.4 28,4
Среднесмытая тёмно-серая лесная (север.) Апах, 0-25 4,5 4,8 2.01 2,30 0.08 0,13 1,45 1,40 Ш 49,4 27.2 32,4
В, 35-45 6Д 6,3 0.51 0,49 ш 0,03 .1,52 1,42 44,7 44,5 Ш 28,1
Среднесмытая тёмно-серая лесная (юг) Апах. 0-25 М 5,7 2.11 2,06 0.12 0,10 1,45 1,48 50.7 50,0 30.4 31,4
В1 50-60 6,4 6,3 0.52 0,62 0.09 0,05 Ш 1,42 47.0 48,0 268 29,5
НСРоб 0,1 0,03 0,01 0,03 0.4 0,6
Изучение свойств почв окультуренных вариантов показало, что применение в севообороте 20 т/га навоза в ротацию, по 3 т/га извести, ЫэсРлсКэо под каждую культуру севооборота привело к стабилизации содержания гумуса в пахотном горизонте несмытых окультуренных почв, которое остается на уровне 1969 года (до закладки опыта), в 1969 году - 2,67 %,ав 1989 году - 2,70 %„ в то время кзк на среднесмытых почвах даже при окультуривании показатели снижаются.
Таким образом, в условиях длительной распашки на смытых темно-серых лесных почвах склона северной ориентации лсд действием эрозионных процессов происходит более глубокое преобразование свойств по сравнению с несмытыми аналогами как в пространстве, так и во времени, а именно: уменьшение содержания гумуса, уменьшение содержания илистой фракции в целом по профилю, ухудшение пищевого режима почв. Окультуривание несмытых почв позвопяет поддерживать их свойства примерно на одном уровне на протяжении длительного периода (20 пет). Влияние экспозиции при однотипном режиме использования на деградацию свойств смытых почв выразилось в том, что на склоне северной экспозиции за 20- летний период деградация выражена в большей степени, чем на склоне южной ориентации.
3.2.2. Изменений агрофизических свойств, олого- и /полло-обеслеченнос/ш черноземов типичных под действием рельефа Л.И. Прасолов, давая оценку свойсшам чернозема отмечал: «В некоторых отношениях физические свойства характеризуют природу чернозема более ярко, чем его химизм...» (Прасолов, 1976, с, 129). Это положение особенно актуально для почв склонов, где с увеличением емьпости, как правило, агрофизические свойства большинства почв ухудшаются (Каштанов и др., 1976; Уваров, 1952; Лагут, 1959; Каштанов, Явтушснхо, 1997).
Изучение гранулометрического состава типичных черноземов изучаемого объекта (МФПО) показало, что черноземы склонов полярных экспозиций и водораздельного плато довольно однородны ло данному показателю: содержание илистой фракции составляло на южном склоне 31,7% , в то время как на северном и водораздельном плато 31,3% и 33,6% соответственно. По содержанию песчаной и лылеватой фракции исходной неоднородности почвообраэующих пород также не наблюдается. После 4-х ротаций зерно-пзропропашного севооборота происходит некоторое увеличение содержания физической глины на удобренных вариантах, особенно заметное на склоне южной экспозиции (с 48,5 до 52,5%), содержание илистой фракции при этом снижается (с 33,7 до 29,7%).
Исследования, посвященные изучению режима впажности почв МФПО в течение 10-летнего периода показали, что средние запасы влзга на слабо-смытых типичных черноземах склонов северной экспозиции были несколько выше, чем на южной. Но по годам обеспеченность влзгой сильно варьирует: из 10 пет наблюдений весенние запасы в слое 0-100 см несколько выше были на склоне южной экспозиции в 1996, 2000, 2001, 2002 гг., как на контрольных, так и на удобренных вариантах (рис.2). Причем, на удобренных (ИгоР/бКед на 1 га севооборотной площади) вариантах, по сравнению с кон-
трольными как весенние, так и осенние запасы влэт отличались в большей степени: разница в весенних влагозапасах в метровом слое между.
зоо
1991 1994 1995 1996 1997 1998 1999 1000 2001 1002
□ Северный склон ■ Южный СКЛОН
Рис. 2. Весенние запасы общей влзш в метровом слое слабосмытого типичного чернозема, мм (вариант без удобрений)
северным и южным склонами на удобренном фоне составила в среднем 14 мм, в то время как на неудобренном всего 6 мм (при НСР05 = 4 мм). В то же время изучение запасов слоги на среднесмытых почвах склонов, в отличие от слабосмытых, в мелкоделяночном опыте показало, что на склоне южной экспозиции запасы влзш отличались от запасов на северном склоне более значительно, в среднем за б лет наблюдений (1990 -1905гт) достоверная разница в запасах в метровом слоо в весенний период составила 42 мм, а в пахотном —12 мм (табл. 4).
Таблица 4. Общие запасы влапі в метровом слое среднссмытого чернозема типичного в мелкоделяночном опыте (вариант без удобрений), мм
Год Весна Осень
Северный склон Южный склон Северный склон Южный склон
1991 250 221 238 217
1092 265 234 220 175
1993 240 201 268 227
1994 274 221 174 156
1995 298 241 273 222
Среднее за 5 лот 265 223 234 199
Таким образом, исследования по изучению запзеов влаги в черноземах показали, что вопрос влагообеслеченности склонов полярных экспозиций не решается однозначно/ В условиях реальных почв склонов, в отличие от модельных, когда разница в увлажнении склонов разных экспозиций рассчитывается по таким показателям, как испаряемость, испарение и радиацион-
ный баланс, режим увлажнения определяется и водоудерживающей способностью почв, и количеством осадков, которые выпадают на склонах. Велико также влияние предшественника и его урожая на количество влаги, оставшейся в лочве в осенний период. Доказательством тому является увеличение разницы во влагозаласах на удобренных вариантах склонов полярных экспозиций по сравнению с контрольными.
Черноземы северных склонов лучше обеспечены влагой в силу экологических условий, что неоднократно отмечалось многими исследователями (Черкасов, 1996; Шустрова, 2000). Вместе с тем почвы южных склонов отличаются лучшей водопроницаемостью (Лукьянчикоеа, 1998), что связано с высокой степенью насыщенности основаниями и низкой гидролитической кислотностью (Чуян, 1994). Но в связи с тем, что гумусовый профиль почв южных склонов, как правило, имеет меньшую мощность, водоудерживзющая способность почвенной толщи по мере уменьшения запасов гумуса в профиле также снижается (Процемко, 1994). Коэффициент корреляции между мощностью гумусовых горизонтов (А+АВ) и содержанием влаги весной составил для изучаемых почв - 0,84.
Как следует из показателей агрофизических свойств, приведенных в таблице 5, слабосмытые почвы как южного, так и северного склонов исходно близки по свойствам к почвам водораздельного плато. С 1983 по 1998 год по некоторым показателям физические свойства черноземов контрольного варианта (без удобрений по отвальной вспашке) несколько ухудшились, в частности, по коэффициенту структурности и сумме водопрочных агрегатов, но в пространственном отношении (между склонами полярных экспозиций) эти различия не столь существенны, чтобы лимитировать продуктивность культур на одном склоне по сравнению с другим. Таким образом, экологические условия влагообеслеченности на склоках полярных экспозиций зависят в пахотных почвах склонов от целого комплекса свойств и режимов.
Изучение теплового режима склонов производилось по данным 3-х метеопостов МФЛО. Наибольший объем метеорологических наблюдений проводился в 1988-1992 гг. Математическая обработка данных показала, что температурный режим в теплое время года и на поверхности поча и по глубинным термометрам более суровый, чем на южной. Температура воздуха (на высоте 2-х метров от поверхности) отличалась всего на 1-1,5 °С, поверхности почвы - на 2,7 -3,5 "С. Надо отметить, что в холодные месяцы года, с ноября по февраль, наиболее высокая температура воздуха наблюдается на северном схлоне, что связано с изменением направления ветров по сезонам года: в холодный период преобладают ветры южного направления, в теплый период - северного. Наиболее важной характеристикой теп-пообеслеченности является температура почвы, которая измерялась савви-новскими и вытяжными термометрами. Установлено, что закономерности изменения среднемесячной температуры меняются в течение года в профиле почвы следующим образом: в январе-феврале температура зависит только от глубины (увеличивается на 0,5-0,7 "С на каждые 20 см глубины); в марте — апреле определяющим фактором становится экспозиция (на южном склоне по сравнению с северным в почвенной толще 0-100 см температура почвы выше на 0,4-0,5*С); с мая по июль в связи с изменением режима теплоотдачи температура почвы, независимо от экспозиции, уменьшается с глубиной; с августа по ноябрь наблюдается зависимость как от экспозиции
Таблица 5. Влияние местоположения с рельефе на агрофизические свойства чернозема типичного во
временном аспекте, о числителе -1998 г., в знаменателе -1983 г.
Ь я ¡1 Горизонт, слой, см Плотность почвы, г/см3 Сумма водоустойчивых агрегатов > 0,25мм, % от массы почвы Коэфф. структурности агрегатов ПВ НВ вз Пористость агрегатов,
с; ф О а. % от объема 10-20мм 5-7мм 1-3 мм
•і д X А пах. 0-20 1,10 1.08 49.1 50.6 Ж 4.0 56 33 14 42,4 43,8 39.5 37.6 35.4 7.6
Север склон А, 20-40 1.14 1.12 49.3 48.2 2.8 3.1 52 30 15 42.5 40.6 40.6 38,6 37.5 37,7
о о А пах. 0-20 1.12 1.09 59.3 64.6 ±5 4,6 55 34 13 44,5 45,1 43.7 44,7 364 35,7
Водор дел А, 20-40 1.14 1.11 55.1 57.4 34 3.6 50 28 16 42.1 43,8 39.5 37.6 35.4 37,6
А пах. 0-20 из 1,14 50.3 54.6 ІЗ 4,9 52 36 13 39.4 38,8 36.5 37,3 32.4 33,6
Южны і склон А< 20-40 1.12 1,18 49.3 52.8 и 2,9 49 33 14 40,4 40,8 32.5 33.6 28.4 30,1
НСРС5 0,05 0.2 0,1 1 1 1 0,8 0.8 0.5
(температура увеличивается на 0,5-0,6 *С на южном склоне ), так и от глубины ( к ноябрю увеличиваясь с глубиной на 1,2'С на каждые 20 см погружения).
Таким образом,- фактор рельефа, в частности экспозиция склона, является наиболее значимым фактором весной, что важно для всех сельскохозяйственных культур и осенью, что влияет на теплообеслеченность озимых. Комплексная оценка обеспеченности теплом и влагой по гидротермическому коэффициенту для изучаемых почв не всегда объективно отражает реальную ситуацию. В связи с грозовым характером выпадающих в летний период дождей, количество осадков, выпадающих на склонах полярных экспозиций, отличается весьма существенно, что затрудняет применение гидротермического коэффициента не только по отдельным месяцам для сравнения режимов, но и по периодам. В то же время ло нашим данным корреляционная зависимость между количеством осадков и содержанием влаги для изучаемых почв склонов, в отличие от плакоров, очень слабая, поскольку объем осадков не является единственным фактором, определяющим впитывание. Поэтому наиболее объективно, на наш взгляд, влагообеспеченкость на склонах разной ориентации отражают запасы общей (или продуктивной) влаги. Теплообеслеченность склонов полярных экспозиций наиболее целесообразно оценивать ло температурным показателям почвы, в частности, по температуре поверхности и пахотного слоя.
IV. Трансформация физико - химических свойств чернозема типичного на склонах полярных экспозиций в многолетнем цикле
4.1.Изменение азотного фонда в рельефе
Гумус почвы и ее азотный режим определяет направленность и интенсивность почвенных процессов, формирующих другие свойства и режимы почв (Муха, 1979; Лыков, 1985). Минерализационные процессы активней проявляются на почве склона южной экспозиции. Численность микроорганизмов, способных разлагать гумус, на склоне южной экспозиции составляет 132-145% к водоразделу, в то время как на северном склоне 6579% (Чуян, 1993,1994).
Причем гумус черноземов на склоне южной экспозиции более насыщен азотом и отличается более высоким содержанием соединений, способных к гидролизу. Анализ фракционного состава азота (таблица 6) после 4-х ротаций севооборотов показал различия, обусловленные местоположением чернозема типичного в рельефе, а также последействием органических удобрений, которые в большей степени повлияли на содержание минерального азота е черноземе типичном на южном склоне и, практически, не изменили его содержание на северном склоне.
Минеральные удобрения повышали содержание легкогидролизуемой фракции азота на склоне южной экспозиции; на северной их влияние не проявилось. Наименьшее количество щелочногидролизуемого азота до начала опыта было отмечено на склоне южной экспозиции, в среднем 15,8 мг в
слое 0-10 см и 14,9мг/100 г почвы в слое 10-20 см, что на 2.2 и 1,9 мг меньше, чем на северном склоне в тех же слоях.
Таблица 6. Фракционный состав азота чернозема типичного по элементам рельефа в зависимости от удобренности.
Вариант* Формы азота, в мг/100 г почвы
минеральный гидролизуемый негидро-лизуемый общий
легко I трудно
Северный склон
Контроль 3,3 15,5 38,8 166,4 224
ЫтсРтьКяо 3.7 15.9 33,1 178,3 231
Навоз 12 т/га 3.2 17,2 35,4 175,2 231
Навоз 12 т/га + ЫтсРт^Кро 4.2 17,6 34,8 167,4 224
Во,і цо раздельное плато
Контроль 3.3 14.6 42,0 180,1 240
ЫтсР 4.2 13,7 41.7 171,4 231
Навоз 12 т/га 3.7 17,4 36,4 182,6 240
Навоз 12 т/га + ЫтоР 7*кйо 4,8 20,1 32,3 173,8 231
Южный склон
Контропь 2,9 13,3 35,1 179,7 231
ы7г.Р 7<.К*0 4,1 15,2 28,2 176,5 224
Навоз 12 т/га 3,6 15,5 33,5 178,4 231
Навоз 12 т/га + ЫгсР 74К«0 4,0 14,8 35,6 176,6 231
НСР05 0.2 0.3 0.3 1.0 228
*- удобрения на 1 га севооборотной площади
Изменение содержания щелочногидролизуемого азота в течение 4-х ротаций севооборотов в зернопаропропашном и зернотравяном севооборотах представлено на рисунке 3. На северном склоне к 4-ой ротации в зернопаропропашном севообороте (рис.3) произошло достоверное повышение содержания щелочногидролизуемого азота на фоне минеральных удобрений, в то время как в первые годы ведения опыта на этом склоне наблюдалось даже некоторое снижение (охоло 2 мгЛООг почвы) содержания азота по сравнению с исходным. В зернопаропропашном севообороте на южном схлоне от внесения минеральных удобрений достоверного увеличения содержания азота не происходит. В зернотравяном севообороте без внесения минеральных удобрений наблюдалось некоторое увеличение содержания щелочногидролизуемого азота. При внесении туков особенно заметное увеличение произошло на склоне северной экспозиции, на южном склоне наблюдается достоверное уменьшение содержания азота на удобренных вариантах по сравнению с контролем. Независимо от рельефа абсолютное содержание азота в зернотравяном севообороте на 1,5-2 мг/100г почвы вы
Зернопэропропзшной севооборот Зернотравяной севооборот Северный склон
мгЛОО г
мгПОО г
мг/100 г
Ротация
Рис. 3. Изменение содержания щелочногидролизуемого азота в МФПО ( втеченне 4-х ротаций севооборотов)
ше, чем в зернопзропропашном. Установлено, что комплексное воздействие систем земледелия на свойства почв полярных экспозиций может нивелировать природную пространстве иную неоднородность их свойств по азотному фонду.
В пахотном горизонте черноземов без применения удобрений в зернопа-ропропашном севообороте (рис. 4) по отвальной вспашхе разница в содержании щелочнопщролизуемого азота между склонами за 16 лет увеличилась за счет сокращения содержания на южном склоне по сравнению с исходным содержанием и составила между склонами полярных экспозиций 2,5-4.7 мг/100 почвы. В то же время при среднегодовом применении бт/га органических и минеральных удобрений (Ы«Р тьКеэ) в сочетании с безотвальной обработкой в зернотраояном севообороте разница в содержании азота между склонами сокращается за счет увеличения его содержания на склоне южной экспозиции на 3.4 -4.8 мг/100г, практически достигая уровня природного содержания азота на северном склоне (рис.4).
плато Южный силон
1-й ряд—содержание азота в пропашном соеооборото, без удобрений
2-й ряд - содержание азота при комплекса воздействий: зериотровячой
севооборот, безотвальная обработка, внесение 6 т/га навоза и Л/«Р?іКю
Рис.4. Влияние комплексного воздействия агрогенных факторов на содержание щелочнопщропизуемого азота на склонах
Динамичность азотного режима, острый дефицит его минеральных форм в черноземах, его зависимость от условий увлажнения и температуры оказывает влияние на процесс формирования урожая сельскохозяйственных растений в многолетнем цикле, о чем более подробно изложено в V и V) разделах.
4.2. Изменение фосфатного фонда в рельефе
Чернозем типичный отличается значительным содержанием валового фосфора (140-170 мг PiOj/lOO г почвы). Независимо от рельефа и экспозиции количество общего фосфора в поверхностном 10-см слое несколько выше, чем в нижележащем слое 10-20 см (в среднем на 1,0% на неудобренном фоне и на 6,3% при внесении NrcPí&Ke». Склон северной экспозиции изначально отличался от водораздела и склона противоположной, южной экспозиции более низким содержанием валового фосфора. Это отличие на неудобренном фоне составило соответственно 11,8 и 19,9 мг в слое 0-10 см и 12,7 и 12,0 мг/100 г почвы в слое 10-20 см.
Несмотря на то, что типичный чернозем богат валовым фосфором, содержание подвижных фосфатов не превышает 6-11% от валового, причем подвижность фосфатов почвы в значительной мере определяется формой рельефа и экспозицией склона. Если ззпас подвижных фосфатов на северном склоне составляет 6,6%, а на южном 9,2%, то на водораздельном плато - 12,2% от валового фосфора; при внесении минеральных удобрений доля подвижного фосфора от общего возрастает на 1,6-2,1%. Содержание подвижных фосфатов в пахотном слое теневого склона в среднем в 1,4 раза меньше, чем на южном склоне и в 2,0 раза меньше, чем на водоразделе. Фосфор внесенных удобрений увеличивал запас подвижных фосфатов за 4 ротации на 3,3-6,1 мг в слое 0-10 см и на 1,3-3,9 мг/100 г почвы d слое 10-20 см, о большей мере на наиболее богатом подвижными фосфатами водораздельном плато и в наименьшей мере — на северном склоне.
Показатель подвижности фосфатов («фактор интенсивности»), отражающий степень насыщения почвенного раствора фосфатными ионами, характеризуется очень низкими величинами, составляющими в среднем на северном схлоне 0,06-0,08 мг/л PjOí, на южном склоне - 0,17-0,24 и на водоразделе - 0,23-0,27 мг/л, т.о. в 3-4 раза оыше. Чем меньше содержание фосфора в почве северного склона и ниже его подвижность, тем больше прибавка урожая от внесенных фосфорных удобрений. Действительно, на склоке северной экспозиции, отличающемся самыми низкими показателями содержания подвижного фосфора и концентрации PjOs в слабосолевой вытяжке наблюдается самая высокая потребность в фосфорных удобрениях.
Соотношение между величинами запаса подвижных фосфатов (Q) и интенсивности (J), характеризующее фосфатную буферность почвы, заметно колеблется в зависимости от формы рельефа, экспозиции склона, степени удобрснности. Наиболее высокая фосфатная буферность почвы характерна для северного склона. Она составила в пахотном слое в среднем 137, в то время как на южном склоне лишь 80. Плакорный водораздельный участок выделяется самой низкой фосфатной буферностъю. При использовании минеральных удобрений, способствующих обогащению почв фосфатами, буферность почвы к фосфору в 1,5-2 раза уменьшается в поверхностном слое почвы и в 1,1-1,4 раза в слое 10-20 см.
Систематическое применение фосфор-содержащих удобрений в зерно-паропропашном севообороте (рис.5) приводит к заметному накоплению подвижных фосфатов в почвах в среднем на 4,5 мг на 100 г почвы или на 3040% по отношению к неудобренному фону. Как следуот из приведенных данных, tía контрольных вариантах, особенно на склоне северной экспози
Степень подвижности фосфора, мг/л.
Северный склон
Содержание подвижного фосфора по Чирикову, мгЛОО г почвы
Водораздел
Южный склон
□ Контроль_ВЫРК
Рис. 5 Динамика подвижности соединений фосфора в пространстве и во времени (4 ротации зернопаропропашного севооборота е МФПО)
ции, содержание подвижного фосфора остается примерно на одном уровне. На наиболее богатом фосфором водораздельном плато за 4 ротации произошло некоторое снижение изначально высокого фона на контрольном варианте и повышение на удобренном, что согласуется с механизмом сдвига равновесия по фосфору.
Надо отметить, что оценка содержания подвижного фосфора только по содержанию подвижных форм по Чирикову не отражает реального снижения плодородия на контрольных вариантах, в то время как фактор интенсивности дает более объективную характеристику изменения плодородия по фосфору во времени: наиболее подвержена ухудшению фосфорного состояния почва северного склона, наименее - южного, где преобладают фосфаты, связанные с кальцием. Впервые установлено, что применение удобрений в одинаковых дозах (МтсР/^К^э) на склонах полярной ориентации в течение 4-х ротаций приводит к достоверному поступательному увеличению содержания подвижного фосфора (по Чирикову) только на склоне южной экспозиции (на 3,5 - 5 мгЛООг почвы), в то время как на северном склоне небольшие прибавки содержания наблюдались только в первые годы применения удобрений, что связано со спецификой фосфатного фонда: преимущественное воздействие остаточных фосфатов на увеличение содержания подвижного фосфора на южном склоне и фосфора свежевнесенных удобрений на северном.
4.3. Изменение калийного фонда в рельефе
Основным фзктором, определяющим содержание недвижных форм калия в пахотном слое почвы после четырех ротаций севооборотов является природный фактор — местоположение почвы в рельефе. Внесение удобрений достоверно повышало запас подвижного и обменного калия в почве, обеспечивая его более высокий уровень содержания в пахотном слое по сравнению с неудобренным фоном. Что касается необменного калия, результаты дисперсионного анализа данных показали, что они различны а зависимости от его подвижности. В случае необменного гидролизуемого (по Пчелкину) калия существенное влияние на содержание его в почве оказали всс изучаемые факторы, за исключением обработки почвы. Вклад каждого фактора в определение количества необменного гидролизуемого калия составил: элемент рельефа (экспозиция склона) — 47,7%, севооборот — 20,3%, удобрения — 23,5% и взаимодействие АС (элемент рельефа + удобрения) -2,9%.
В отношении необменного инертного калия (по Гедройцу) доказано на 5% уровне значимости лишь действие одного фактора — удобрений.
Таким образом, в результате систематического применения удобрений в течение четырех ротаций севооборотов в пахотном слое почвы наблюдалось накопление как подвижных, так и необменных форм калия, т.е. трансформация внесенных калийсодоржащих удобрений идет в направлении образования соединений калия различной подвижности, причем чем более подвижна форма, тем бопьшим изменениям она подвержена.
Подвижные формы калия (рис.6) на контрольных (без удобрений) вариантах довольно стабильны на всех элементах рельефа, отклоняясь незначительно от средних значений. На удобренных вариантах наблюдался рост его
Степень подвижности калия, мг/л
Содержание подвижного калия по Чирикову мг/100 г. почвы Северный склон
Водораздел
Южный склон
Рис. 6 Динамика подвижности калия в пространстве и во времени
(4 ротации МФЛО)
Таблица 7. Внутригрупловые средние изменения свойств пахотного слоя чернозема типичного после 4-ротаций
зернотравяного севооборота (по результатам дисперсионного анализа)
Показатели
Фактор * Уровень варьирования Гумус, % N0614, % РНкс. Нг 8 ЫОз* ын4* Р2О5 К;0 Степень подвижности, мг/л
мг-зкв /100г почвы мгЛООг почвы PlOi К20
Минераль -ные удобрения Контроль ^«Р^Кюо Мг&РзсеКзм 6,34 6,11 6,06 0,19 0,18 0,16 6,1 6,2 6,1 2.89 2,72 3.21 32.0 32.3 33.4 18,5 18,9 19,0 0,26 0,23 0,21 1,72 1,75 1,87 18,4 20.3 22.4 10.7 10,4 11.8 0,24 0,29 0,33 2,93 3,33 3,36
Органические удобрения Контроль 24 т/га 48 т/га 6,03 6,03 6,15 0,20 0,22 0,26 6,2 6,1 6,1 2,89 2,92 3,01 32,3 32,2 33,0 18,6 18,6 19,2 0,20 0,26 0,24 1,72 1,64 1,97 20,4 20.3 20.4 11,2 10,6 11,0 0,25 0,22 0,32 3,15 3,26 3,42
Элемент рельефа Север, клон Водораздел Юж. склон 6,09 6,48 5,64 0,20 0,21 0,19 5,4 5,9 7,1 4,71 3,23 0,88 28,9 31,9 36,9 20,4 19,7 16,3 0,20 0,26 0,24 2,12 1,75 1,46 16,5 29,1 15,5 11,4 14,1 10,3 0,14 0,48 0,20 3.36 4,09 2.37
НСРса 0,03 0,02 0.1 0,18 0,9 0.2 0,02 0,09 1.5 0,7 0,05 0,11
• - воздействие фактора, независимо от других
Таблица 8. Вклад факторов в варьирование показателей плодородия (в %)
Источники варьирования N щел. гид N-N03 Р общ. Р подв. Степень подвижности фосфора К вод. К подв. К обм. Степень подвижности калия
Элемент рельефа 73 84 56 65 53 33 48 47 54
Удобрения 8 14 16 13 10 20 15 19 25
Севооборот 11 0 12 8 9 0 0 0 0
содержания на склонах, при некотором снижении на водораэдело, что вероятно объясняется переходом калия а необменное состояние (Карпинец, 2000). Степень подвижности калия в СаСЦг вытяжке наиболее объективно отражает состояние калийного фонда и доступность калия растениям.
В целом необходимо отметить, что после 4-х ротаций севооборотов результаты дисперсионного анализа (табл. 7) указывают на высокий уровень значимости разницы меоду внутригрупповыми средними для изучаемых факторов. В таблице приводятся уровни изменения показателей плодородия в зернотравяном севообороте в зависимости от доз минеральных и органических удобрений в склоновом рельефе после 4-х ротаций севооборотов. Например, по фактору «минеральные удобрения» показано, что от 0 уровня внесения удобрений вкугригрупповое среднее содержание гумуса к уровню 2-й дозы (ЫгоР^Кю) падает с 6,34 до 6,06% по данному мзссиву значений, что свидетельствует о минерализаци гумуса при внесении туков в травяном севообороте при общем увеличении его содержания по сравнению с пропашным. Наиболее значительное варьирование показателей плодородия вызвано положением поля в рельефе и фактором внесения минеральных удобрений (табл.8).
Таблица 9. Запасы питательных элементов опыта в метровом слое
Элементы рельефа Северный склон Водораздельное плато Южный склон
(М-щелочно-гидролизусмый 1300 1400 950
(по Чирикову) Р;ОЇ 960 1050 820
КгО 900 990 7С0
Надо отметить, что общие запасы основных элементов минерального питания в метровом слое чернозема в склоновом огроландшзфте, представленные в таблице 9, показали, что на северном склоне запасы всех трех элементов минерального литания выше, чем на южном. Поэтому запасы питательных элементов на северном склоне но могут лимитировать продуктивность по сравнению с южным.
V. Особенности динамики азотного фонда - основа пространственно-временной неоднородности показателей продуктивности черноземных почв склонов
Среди почв России черноземы отличаются относительно низкой подвижностью азота, а среди подтипов - типичный чернозем характеризуется самым низким относительным содержанием пщролизуемого азота, что обусловлено строением гумусовых кислот и гуминов (Адерихин, Щербаков, 1974). В связи с тем, что продуктивность черноземов в значительной степени лимитирует содержание минерального азота, была разработана и в течение 2-х ротаций реализована комплексная программа изучения динамических показателей азотного фонда, связанных с продуктивностью культур: содержания нитратного и аммонийного азота в почве, темпера-
туры I) влажности пахотного слоя почвы, динамики формирования биомассы культур и поступления элементов литания в растения в течение периода вегетации на склонах полярных экспозиций.
5.1. Нитрификационная способность чернозема типичного на склонах
Различия азотного режима почв разнонаправленных склонов проявляются прежде воего в их неодинаковой нитрификационной способности. В результате серии лабораторных экспериментов выявлены существенные различия нитрификационной способности почв северного и южного склона. При инкубировании почвы без дополнительных источников азота нитрифи-кационная способность чернозема на южном склоне составляла 7-6 мг/кг почвы, в то время как на северном 5-6 мг/кг почвы. При добавлении аммонийных источников азота нитрифихационная способность пахотного слоя почвы южного склона многократно возрастала, достигая 40-45 мг/кг почвы, превышая таковую для северного склона в 5 -7 раз. Серия лабораторных опытов свидетельствует о значительном потенциале нитратонакопления в черноземах южного склона, однако эта способность в реальных условиях слабо реализуется из-за дефицита поступления в почву источников азотсодержащих веществ.
5.2Динамика содержания форм минерального азота в черноземе типичном в зернопаропропашном севообороте
Состав минерального азота на разнонаправленных склонах отличался под всеми культурами. Содержание аммонийного азота о пахотном слое чернозема на склонах достоверно различалось в чистом пэру в среднем за сезон на 3,5 мг/кг почвы при НСРоз равной 0,2, а в конце лота эта разница составила 5 мг/кг почвы. Наибольшее количество аммонийного азота содержалось в пахотном слое чернозема на северном склоне и менее всего его было на южном склоне. Напротив, нитратного азота в прару больше содержалось в почве южного склона, разница составляла 4 мг/кг почвы. Процесс накопления в чистом пару минеральных форм азота коррелирует с повышением температуры почвы: на склоне северной экслозиции более высокую степень со язи с температурой имеет содержание аммонийной формы азота, а на южной - нитратной (табл. 10).
Таблица 10. Коэффициенты парной корреляции между температурой
пахотного слоя почвы и приростом нитратного и аммонийного азота.
Элемент рельефа При рост
нитратного азота* аммонийного азота*
Северный склон 0,73 0,91
Водораздельное плато 0,67 0,64
Южный склон 0,95 0,67
* - Прирост нитратного и аммонийного азота рассчитывался как разность содержания между предыдущим и последующим сроком наблюдения.
Отмеченная закономерность о соотношении нитратного и аммонийного азота по элементам рельефа сохранялась под всеми культурами севооборота. По данным дисперсионного анализа на содержание нитратного азота о пахотном слое чернозема типичного под озимой пшеницей наибольшее влияние оказывал фактор местоположения почв в рельефе, в то время как содержание аммонийного азота в основном зависело от срока наблюдений и убывало в течение периода вегетации растений. В среднем за период вегетации в пахотном слое почвы доля аммонийного азота а составе минерального составляла 82%, 77%, 71%, на северном склоне, водораздельном плато и южном склоне соответственно.
Фактор местоположения в рельефе оказывал влияние и на развитие растений озимой пшеницы сорта «Мироновская-808». Так, на склоне северной экспозиции растения озимой пшеницы к моменту уборки имели достоверно большую общую биомассу, чем на водораздельном плато к южном склоне. Темпы роста растений также различались на разных элементах рельефа: на водораздельном плато и склоне северной экспозиции растения росли быстрее, чем на южном склоне.
Содержание азота в растениях озимой пшеницы в течение вегетационного периода определялось несколькими факторами: оно уменьшалось с развитием растений, а также зависело от влажности и температуры почвы и содержания в ней нитратного азота. На основе математической обработки данных для склона южной экспозиции быпо получено уравнение множественной квадратичной регрессии, по которому построены графики (рис.7):
Np»eT.« 2,98+0,42-Xi+ 0.01-Х2-0,6-Хз-0,6-10'3-Х23 + 0,03- X,1 + 0,05- ХуХ4+ 0,002-Х4-Ха- 0,17'Xr Х4
R2 =98,6 %, уровень значимости 99 %.
где, N раст. - содержание азота в растениях, % Xt— содержание нитратного азота в почве, мг/кг Хг— влажность почвы, % Хз - срок наблюдений (t-10) Х4 - температура пахотного слоя, "С
Увеличение содержания нитратного азота в пахотном слое чернозема вызывает линейное увеличение содержания азота в растениях (рис.7.- верхний), достигая наиболее высоких значений при влажности 27-29%.
При низких температурах почвы (12°С) оптимальная для поступления азота в растения влажность находится в пределах 18-20 % {рис,7. - нижний). Дальнейшее увлажнение при недостатке тепла приводипо к снижению по* ступления азота в растения озимой пшеницы. При высоких показателях увлажнения (28-29 %) и температуре (22-24°С) содержание азота в растениях на южном склоне достигает максимальных значений.
Увеличение температуры пахотного слоя с 12°С до 24°С почвы существенно увеличивает содержание азота 8 растениях только при низхом и среднем содержании нитратного азота в пахотном слое почвы, при повышенном его содержании зависимость от температуры слабая.
2,55-
2,5-
2,45-
>г ж 2,4-
к
а> С 2,35-
о.
2,3-
3
2,25-
2,2-
Влажкость лочаы.%
28 30 <м Температура
Рис 7. Влияние температуры, влажности и содержания нитратного азота в пахотном слое чернозема типичного на южном склоне на поступление азота в растения пшеницы.
Таблица 11„ Урожайность культур и качество продукции в эернопаропропэшном севообороте МФПО
Элемент рельефа Культура
Вариант Озимая пшеница, 1996 Саха рная свекла. 1997 Ячмень. 1998
Урожай зерна, ц/га Клейковина, % Зерно к соломе Урожай корнеплодов, ц/га Сахаристость, % Корнеплоды к ботве Урожай зерна, ц/га Белок в зерне, с/о Зерно к соломе
Северный склон Контроль 28,5 26,5 1:1,7 147 20,4 1:1,1 12,1 10,8 1:2,7
NPK* 29,3 29,5 1:1,7 228 18,6 1:1,3 25,2 11,6 1:1,5
Орг.уд." 27,1 27,8 1:1,7 215 19,5 1:1,2 18,2 10,9 1:1,7
0pr.yfl.4NPK - - 247 15,7 1:1,6 21,9 11,3 1:1,7
Водораздельное плато Контроль 28,1 29,0 1:1,4 254 21,9 1:1,1 19,9 11,4 1:1,7
NPK* 33,0 29,8 1:1,2 351 21,9 1:1,4 32,3 9,9 1:1,4
Орг.уд" 26,2 29,9 1:1,6 350 21,0 1:1,0 24,5 10,8 1:1,5
Орг.уд.+NPK - - 296 20,7 1:0,8 25,5 10,7 1:0,6
Южный склон Копроль 31,4 28,1 1:1,2 243 20,3 1:0,8 12,5 10,8 1:1,9
NPK* 35,0 28,3 1:1,1 472 21,1 1:1,0 21,2 10,9 1:1,7
Орг.уд." 35,6 30,4 1:1,2 330 21,9 1:0,9 16,7 10,8 1:2,4
Орг.уд,4 NPK - - 345 21,5 1:1,1 24,3 10,8 1:1,6
НСРо* 2,5ц'га 0,2% 18ц/га 0,7% 3.2ц/га 0,98%
*- NreiPjocKi» за ротацию 4-х польного севооборота Орг.уд.-48т/га навоза за ротацию, последействие
На склоне северной экспозиции наблюдалась прямолинейная зависимость между содержанием минерального азота в (К= 0,76) и менее тесная с температурой и влажностью почвы (К=0,37-0.44).
Особенности режима азотного питания растений озимой пшеницы не склонах оказали влияние на показатели урожая и качества зерна (таблица 11). На южном склоне наблюдалось увеличение урожая на вариантах с минеральными удобрениями, в то время как на унавоженных фонах прирост урожая не наблюдался. Озимая пшеница на северном склоне формирует наибольшую биомассу при меньшем урожае зерна; соотношение между зерном и соломой - 1:1,7, в то время как на южном склоне 1:1,1 - 1:1,2. Содержание азота и белка в зерне на южном склоне и водораздельном плато достоверно выше, чем на северном. На склоне южной экспозиции на варианте с последействием навоза наблюдается самый высокий процент клейковины в зерне пшеницы. Стекловидность наибольших значений также достигала на склоне южной экспозиции (83%).
Особенности азотного режима и микроклимата склоновых участков отразились на структуре и качестве урожая сахарной свеклы сорта «Льговская 167» (табл.11).Урожай корнеплодов сахарной свеклы на склоне южной экспозиции был в среднем на 100 ц/га выше, чем на склоне северной экспозиции. На склоне южной экспозиции соотношение товарной и побочной продукции было наиболее выгодным, а самая большая доля ботвы в полученном урожае наблюдалась на удобренных вариантах северного склона (1:1,6). Содержание сахара в корнеплодах также было выше на вариантах южного склона и водораздельного плато.
Соотношение нитратного и аммонийного азота в составе минерального под культурой ячменя сорта «Нутанс» по элементам рельефа распределялось так же, как и под другими культурами севооборота. 6 ряду: северный склон — водораздельное плато — южный склон доля аммонийного азота уменьшалась, а доля нитратного - возрастала.
На варьирование биомассы растений ячменя повлияли фактор «минеральные удобрения» и а значительно меньшей степени фактор «элемент рельефа». По элементам рельефа самая высокая урожайность была отмечена на несмытых почвах водораздельного плато (табл. 11). На склонах южной и северной экспозиций урожай ячменя достоверно не отличался.
Основными показателями, определяющими плодородие почв в склоновых агроландшафтах, являются составляющие азотного фонда, динамичность которых на южных склонах приводит к тому, что при меньших валовых запасах гумуса и азота в метровом слое почвы по сравнению с северными склонами в весенний период в пахотном слое накапливается больше нитратной формы азота, сильнее выражены процессы минерализации, что приводит к увеличению его эффективного плодородия по сравнению с черноземами на северном склоне.
V). Изменение продуктивности агроэкосистем в склоновых ландшафтах
Как было отмечено выше, физические свойства, запасы влаги и элементов минерального питания не могут лимитировать продуктивность слабосмы-тых почв северного склона по сравнению с южным. Однако урожай товарной
ё -
¡1 £ о ^
о а а. в С и
Северный склон
60 40 20 0
И,1
5,4
Ш
ИМ
Ш
31.4
.38,5
1
Ротация
Н60 0 *г 1 о 40 £ а. ||20 Э ° О- о п с 8 Водораздел
— »7,7 51 '■/'Л т ш ы 51 а 1,4 Щ ш 37,2 4в,( 1 43,С 44,2 -
_зо,; 10,3 ш ш
12 3 4 Ротация
£ 3 60
I 50
ё с 40
I о 30
|| 20
з! "
Южный склон
ftt.fi_ .53.8_
»3,1
Ш
»7,6
15,4
Ротация
□ Контроль ^
□ Ж40Р150К160
а ыгворзоокзго
Рис 6. Влияние удобрений на продуктивность зернопаропропашного севооборота в агроландшафте
продукции на склоне южной экспозиции в течение 4-х ротаций севооборотам МФПО превосходил таковой на склоне северной экспозиции (рис.8), и был со поставим с продуктивностью на водораздельном плато.
То есть при потенциальном плодородии более высоком на северное склоне, эффективное плодородие лучше реализовано на склоне южной экс позиции. Как видно на рисунке, эффективность удобрений наиболее высокой во всех ротациях оставалась на склоне северной экспозиции. В то же врем; на среднесмытых почвах в мел коделя ноч ном опыте продуктивность (общи, биомасса) и товарная часть урожая яровых зерновых культур была достоверно выше на склоне северной экспозиции, поскольку в данном случае лимитирующим продуктивность фактором является увлажнение (см. табл. 4).
VII. Особенности построения системы удобрения для эродированных почв склонов
Сопряженное изучение свойств почв разной степени смытости и их продуктивности позволяет совершенствовать подходы к системе удобрений в склоновом рельефе. Продуктивность зерновых культур на черноземах в значительной мере определяется уровнем содержания в почвах гумуса и коррелирующего с ним щелочногидролизуемого азота, подвижных форм фосфора и калия, реакцией среды. Нормативные расчеты базовой урожайности, предлагаемые нами ранее, основаны на линейных взаимосвязях между продуктивностью и свойствами (Методические указания..,2000).
На чернозёмах типичных и выщелоченных собраны и статистически обработаны результаты стационарных полевых опытов, проводимых в Курской области и прилегающих областях ЦЧЗ, а также данные, полученные путём сопряженного учета урожаев зерновых культур с определённым уровнем показателей плодородия почв на ключевых площадках в хозяйственных посевах в период 1992-2003 гг. Для каждой выборки данных по конкретной зерновой культуре для подтипов выщелоченных и типичных черноземов проводилось промежуточное нормирование показателей плодородия и урожайности на их средние значения в опытах или на участках поля. Полученная выборочная совокупность обрабатывалась методом регрессионного анализа. Общий объем выборки составил 1973 варианта. Получено итоговое модельное уравнение для зерновых культур на типичных и выщелоченных чернозёмах:
У = -18,57+5,е7*Г+1,38*К20+0,9*Рг05-0.02*(Р205)1-0,03'(К20)1;
= 0,87, уровень значимости - 0,001), где
У- урожай зорновой группы культур, ц/га;
Г- содержание гумуса в пахотном слое почвы, %
РгО$ и КгО - содержание подвижных форм по Чприкову в мг/100 г поч- •
вы.
Апробация полученной модели показала, что она может применяться для оценки урожайности зерновых культур при рНщ. от 5 до 7, содержании гумуса от 3 до 7%, содержании подвижных форм фосфора и калия от 2,0 до 35,0 мг/100 г почвы. Надо отмелгть, что наибольших значений (42 ц/га) урожайность зерновых достигает при содержании подвижных форм фосфора и калия
е диапазоно от 150 до 250 мг/100 г почвы. При средних значениях подвижных форм фосфора и калия урожайность зерновых составляет 20 -25 ц/га, а при 5 мг/100 г и ниже убывает до 10 ц/га.
Повышонио содержания фосфора и калия до 30,0 мг/100 г и выше снижает урожайность зорновых на 5 - 8 ц/га по сравнению с максимальными значениями. Вероятно, это связано с тем, что высокие фоны содержания фосфора и калия не являются для типичных и выщелоченных черноземов при род необусловленными. Это, как правило, эродированные почвы, на которых высокие фоны обеспеченности созданы за счет внесения минеральных удобрений. Показатели целинных черноземов по подвижным формам фосфора и калия (ло Чирикову) значительно нижо. Так, в горизонте Ai типичного чернозема в Стрелецкой степи (Центрально-Черноземный заповедник) содержание подвижного фосфора и калия по нашим данным составляет 0,3 мг/100 г почвы, а калия 9,9 мг/100 г почвы. Проведенный нами вегетационный опыт с высокими дозами минеральных удобрений, в результате применения которых были созданы фоновые содержания подвижных форм фосфора и калия (по Чирикову) более 30 мг/100 г почвы, показал, что происходит снижение физических показателей плодородия черноземов: возрастает плотность почвы с 1,05 до 1,15 г/см3, ухудшается водопрочностъ структуры, снижается водопроницаемость, что может приводить к снижению урожайности зерновых культур на 8 —12%.
Разбиение совокупности гумус - продуктивность по степени смытости и инсолированности склонов (рис. 9) позволило получить зависимости продуктивности от содержания гумуса на почвах северных и южных схлонов. Установлено, что для несмытых и слабосмытых лочв северных склонов зависимость носит параболический характер: продуктивность снижается с 65 ц/га до 30 ц/га з.е. при снижении гумуса с 7% до 4,4%. В области слабо- и среднесмытых лочв склонов южной ориентации в диапазоне содержания гумуса 5,5-3,3% происходит экспоненциальное снижение урожая (рнс.О). При содержании гумуса около 5% и продуктивности 53 ц/га з.е. графихи северных и южных склонов пересекаются. При болео высоком содержании гумуса (более 5%) южные склоны показывают болео высокую продуктивность, чем северные, это диапазон плодородных слабосмытых почв южных склонов.
При изменении содержания гумуса от 4 до 5% продуктивность южных склонов экспоненциально возрастает с 20 до 50 ц/га э. о. В данной области, вероятно, происходит качественный переход от среднесмытых к слзбосмы-тым лочвам склонов южных экспозиций и изменение лимитирующих продуктивность показателей. Как видно на рисунке 9, при содержании гумуса менее 3,3% в области средне- и сильносмытых почв характер зависимости продуктивности и содержания гумуса изменяется: зависимость приобретает линейный характер, причем продуктивность лочв северного склона вышо, чом южного, что связано, видимо, с режимом увлажнения.
С целью дальнейшего совершенствования системы удобрения предлагаются климатические коэффициенты к базовым урожай костям сельскохозяйственных культур, которые ранее были ориентированы на ередномного-летние условия погоды (Методические указания.., 2000). Апробация алгоритмов оценки климатических показателей к модели управления агрохимическими параметрами в склоновом рельефо включала апробацию известных
подходов на материалах Курской области, в частности, была произведена оценка тепло- и впагообеспеченности по методике Почвенного института (Карманов, Булгаков, 1997).
Рис.9. Зависимость продуктивности черноземов типичных и выщелоченных северного и южного склонов от содержания гумуса
3 4 5 6
Содержание гумуса, %
Расчеты теплообеспеченности склонов разных экспозиций для всех районов Курской области показали, что при уклонах 5 градусов сумма температур выше 10°С в некоторых районах на северных склонах по сравнению с водоразделами уменьшается на 116,7°С и увеличивается на южных склонах на 133,4°С (Кореневский район), в других районах соответственно на 105?С и на 120,5°С {Советский район), то есть суммы температур при движении от северного склона к южному изменяются на величину более 200°С, в то время как значимой для оценки продуктивности считается сумма температур в 100°С. Использование вышеприведенных подходов к оценке ресурсов тепла представляется целесообразным.
Потенциал продуктивности оценивается с использованием подходов Д.И.Шашко (1985), показателей влажности почв, выраженной в долях от полной влагоемкости, предложенных Е.Н.Романовой (1977) к определению коэффициентов увлажненности склонов разных экспозиций, а также поправ-
ки с учетом неравнозначности склонов по ресурсам тепла и влаги И.И.Карманоеа и Д.С.Булгакова ( 1097). Нами разработан алгоритм вычисления коэффициента Ко, объединяющий подходы вышеупомянутых авторов, который позволяет оценить продуктивность различных местоположений поля (участка) в склоновом рельефе:
Кп =Пз.еЛ1ср.мн„
где Пср.мн.- продуктивность, оцениваемая по нормативным значениям окупаемости элементов питания для среднемноголетних погодных условий;
Пз.е. =(0,5 In Wne*A+1,23)'( 1-D)*(S —В)*10'4, где
Пз.е. - прогнозируемая продуктивность сельскохозяйственной купьтуры, в зерновых единицах на конкретном поле (на склонах или водоразделе);
Wfi3- полевая впажность метрового слоя почвы в начало периода вегетации, выраженная в долях от полной влагоемкости (на водоразделе);
А - коэффициент увлажненности склонов по Е,Н. Романовой;
S - сумма температур более 10° С;
В и D - поправки к суммам температур и к увлажнению склонов в зависимости от экспозиции склона, по формулам И.И. Карманова и Д.С. Булгакова.
Полученный коэффициент по оценке конкретных погодно-климатических условий позволяет в оперативном режиме регулировать дозы внесения удобрений в весенний период с учетом плодородия почв (запасов элементов питания), содержания влаги в метровом слое почвы, расположения поля к сторонам света.
VIM. Биоэнергетическая и эколого-экономичесхая оценка системы удобрения на склонах
В современных условиях при возрастающей энергоемкости сельскохозяйственного производства и увеличении цен на энергоносители необходимо энергетически и экономически сбалансированное ведение хозяйственной деятельности. Дифференцированный на агроландшафтной основе подход к вложению энергозатрат в производство сельскохозяйственной продукции позволит экономить не только денежные средства, но и избежать экологических последствий нерационального потребления энергетических ресурсов афоэхосистемы.
Чтобы оценить некоторые биоэнергетические параметры агроэкосисте-мы зернопаропролашного севооборота в згроландшафто, нами был проведен анализ показателей по методике ВНИИЗ и ЗПЭ,
Наиболее низкая интенсивность связывания энергии агроэкосистемы и поступление энергии органического вещества нзблюдается на северном склока без применения удобрений. Биэнерголрозводительность и интенсивность поступления органического вещества повышается в ряду: северный склон - водораздельное плато - южный склон. На вариантах с применением минеральных удобрений эти показатели выше, чем на контрольных.
Применение удобрений почти в 2 - 2,4 раза повышало энергоемкость основной продукции, так как затраты невозобновляемой энергии на вариантах с внесением удобрений были выше, чем на контроле. По элементам рельефа, в связи с более высокими урожаями основной и побочной продукции, эти энергозатраты выше оказались на водораздельном плато и склоне южной экспозиции. Более выгодным в экономическом аспекте для применения минеральных удобрений оказался склон южной экспозиции, здесь получен наибольший доход от продукции. При выращивании культур без применения удобрений самый большой доход был получен на водораздельном плато, что обусловлено более высоким потенциальным плодородием лочвы на ппакоре.
Экономическая эффективность системы удобрения (табл. 12), адаптированная с помощью предложенных нами коэффициентов использования удобрений почвами склонов (Методические..., 2000) показывает, что предлагаемый вариант применения удобрений на склонах экономически оправдан.
Таблица 12. Эколого-экономическая эффективность применения-системы удобрения в агропандшафтах
Дозы удобрений^ за ротацию" Урожзй, ц/ra з.с. Стоимость прибавки урожая, руб. Дополнительные затраты. руб. Дополнит, условный чистый доход, руб/га Окупаемость дополнит, затрат, руб/руС.
Склон северной экспозиции
Контроль 36
Níw Рмо Küo 51 2600 2070 530 1,25
NJM Ря) К»« СІ 4000 2470 2130 2,16
Водораздел
Контроль 52
Ни» Рзся Кло 60 1600 2055 -455 0.77
NtuPtjo К но 5S 1200 1070 +130 1.12
Склон южной экспозиции
Контроль 44
Hita Рмо Кіл 58 2800 2085 715 1,34
N;t) PJ»Í КЇ» БО 2400 16S0 720 1,42
'Суммарные дозы удобрений за ротацию сооооборота
На склоне северной экспозиции экономически выгодно увеличить дозу фосфорных и калийных удобрений в 1,2-1,3 раза по сравнению с водоразделом, а на южном склоне необходимо снизить внесение фосфорных и калийных удобрений (0,8—0,9 от доз на водоразделе). На водораздельном плато при данной продуктивности севооборотов и уровню прибавки от удобрений дозы внесения удобрений необходимо снизить до компенсационных (М»«Р|» К1М),
Основные выводы
1. Различия в свойствах почв склонов полярных экспозиций (северной и южной) в мезорельефе не имеют однозначного проявления при движении от северо- востока России (п-в Таймыр) в юго-западном направлении к средним широтам ЦЧЗ. Роль инсоляции в рельефе может снижаться в связи с изменчивостью других экологических факторов, в частности почвообра-зующих пород. Наибольшие различия в свойствах зональных почв разно-ориентированных склонов характерны для песчаных подзопов, что отражается в увеличении мощности их подзолистых горизонтов на северных схлонах. По физико-химическим свойствам интразональные почвы южных склонов распадков (яров) значительно отличаются от зональных почв северных схлонов.
2. Установлено, что в темно-серых лесных почвах под широколиственными лесами мощность гумусового горизонта увеличивается от верхней части склона к нижней на 25-30%, зависимость от инсоляции при этом не выявляется. Для пахотных темно-серых лесных почв характерны другие закономерности: на склонах южной экспозиции мощность гумусовых горизонтов снижается по сравнению с ориентированными на север. Установлено, что свойства почв пахотных солнечных склонов без внесения удобрений во временном аспекте в меньшей степени подвержены деградации агрофизических и физико -химических свойств по сравнению с почвами северных склонов. Вместе с тем, в смытых темно-серых лесных почвах, в отличие от несмытых аналогов, припахивание нижних горизонтов и эрозионные процео сы приводят к увеличению вариабельности показателей свойств почв в 1,5 -2,2 раза в пространстве, и в 3 -3,5 раза во времени ( за 20 лет), причем увеличение вариабельности в большей степени выражено на склоне южной экспозиции.
3.Агрофизические свойства и впагообеспеченность черноземов типичных слабосмытых склонов полярных экспозиций бпизки и поэтому не являются факторами, лимитирующими почвенное пподородие; при увеличении степени смытости различия во влагообеслеченности между склонами возрастают, достигая 15-20% между северными и южными склонами на среднесмытых черноземах.
4. Наименьшее количество щелочногидролизуемого азота в черноземе типичном исходно содержится на склонах южной экспозиции (13-15 мг/100 г почвы), при содержании на северном склоне 17-20 мг/100 г почвы. На фоне среднегодового применения минеральных удобрений в дозе ИгсРкКео на склоне северной экспозиции за 4 ротации севооборотов происходит достоверное увеличение содержания щелочногидролизуемого азота (1,5-3 мг/100 г) как в пропашном, так и в почвозащитном севообороте по сравнению с контролем. На склоне южной экспозиции в зернопаропропзшном севообороте достоверных изменений в содержании азота при внесении туков не произошло, а в зернотравяном севообороте наблюдалось снижение его содержания на 2-3 мг/100 г почвы по сравнению с кон троп ем.
5. Впервые показано, что динамика минерального азота в пахотном слое чернозема типичного на 20-60 % определяется его местоположением в рельефе и только на 20-30% фактором внесения минеральных удобрений. Основными показателями, определяющими плодородие типичного чернозе-
ма в склоновых агроландшафтах являются составляющие озопюго фонда, динамичность которых на южных склонах приводит к тому, что при меньших валовых запасах элементов питания, по сравнению с северными схлонами в весенний период в пахотном слое накапливается больше нитратной формы азота, сильнее выражены процессы минерализации, возрастает поступление азота в растения, что приводит к увеличению его эффективного про-дородия по сравнению с черноземами на северном склоне. Нитрификаци-онная способность пахотного слоя чернозема на склоно южной экспозиции при увеличении обеспеченности почвы восстановленными формами азота увеличивается в 5-7 раз по сравнению со склоном северной экспозиции.
6. Установлено, что уровень комплексного воздействия систем земледелия на свойства почв полярных экспозиций может сглаживать природную пространственную неоднородность их свойств по азотному фонду с помощью агротехнических приемов. Так, в пахотном горизонте черноземов без применения удобрений в паропропашном севообороте по отвальной вспашке разница в содержании щелочногидролизуемого азота за 16 лет увеличилась по сравнению с исходным содержанием и составила мееду склонами 2,5-4.7 мг/100 почвы. В то же время при среднегодовом применение орга-кичесхих и минеральных удобрений (бт/га и Ы7сР?<,Кео) о сочетании с безотвальной обработкой в зернотравяном севообороте разница в содержании азота между склонами сокращается за счет увеличения его содержания на склоно южной экспозиции на 3.4 -4,8 мг/100г, практически достигая уровня природного содержания азота на северном склоне.
7. Установлено, что среднегодовое применение минеральных удобрений в дозе ЫгсР^Кео на склонах в течение 4-х ротаций приводило к достоверному поступательному увеличению содержания подвижного фоофора (по Чирикову) только на склоне южной экспозиции (на 3,5 - 5 мг/100г почвы), а то время как на северном склоне достоверные прибавки содержания фосфора наблюдались только в первые годы, что связзно со спецификой фосфатного фонда почв склонов.
8. Применение в течение 4-х ротаций почвозащитного севооборота (при 50% насыщении травами) в целом привело к обеднению типичного чернозема подвижными формзми фосфора и калия и к обогащению щелочногид-ролизуемым азотом и гумусом. Абсолютное содержание азота в зернотравяном севообороте на 1,5-2 мг/100г почвы выше, чем в пропашном. Однако, обогащение азотом и гумусом в большей степени проявилось на северном склоне, обеднение фосфором - на южном. Снижение содержания подвижного калия не зависело от экспозиции.
9. Органо-минеральная система удобрения в течение 4-х ротаций обеспечивала наиболее устойчивое повышение содержания гумуса, валовых форм азота и фосфора на всех элементах рельефа, способствовала увеличению содержания щелочногидролизуемого азота, накоплению в черноземе остаточных фосфатов, при этом количество минеральных фосфатов увеличивалось за счет наиболее подвижных фракций: рыхлосвязанных фосфатов и фосфатоа алюминия.
10. При сравнении почв склонов полярных экспозиций лесостепи по потенциальному и эффективному плодородию выявляется следующее: для слабосмытых черноземов полярных экспозиций характерно более высокое потенциальное плодородие поча северных склонов, а эффективное — юж-
ных. Лимитируют урожайность на северных склонах такие факторы как недостаточная тепл©обеспеченность и пониженная подвижность элементов литания.
12. Установлено, что для несмытых и слабосмытых черноземов северных склонов зависимость продуктивности от содержания гумуса носит параболический характер, снижаясь с 65 до 30 ц/га з.е. при уменьшении содержания гумуса с 7 до 4.4 %. На склонах южной ориентации происходит экспоненциальное снижение урожая с 50 до 20 цГга при снижении гумуса от 4 до 5%. При содержании гумуса менее 3,3 % (сильно- и среднесмытые почвы) зависимость имеет линейный характер, причем продуктивность почв северных склонов несколько выше, чем южных.
Рекомендации производству.
1. В новых экономических условиях только рабочие участки и планы полей не могут являться основными единицами для составления агрохимических карт. При отборах проб агрохимической службе необходимо использовать топографическую основу и почвенные карты. При агрохимическом картографировании полей на склонах необходимо учитывать пространственную вариабельность свойств почв склонов полярных экспозиций: если на водоразделах и северных склонах одна смешанная проба может отбирается с участка 15- 20 го, то на южных склонах в связи с более высокой степенью смытости и вариабельности проба должна отбираться с площади но болео 5 га, иначе значительно искажаются данные по кислотности почвы и содержанию гумуса.
2. Агрохимической службе ЦЧЗ для повышения достоверности и практической значимости обследования необходимо ввести в перечень анализов определение степени подвижности (интенсивности фосфора и калия), а также нитрификационной способности почв.
3. При внесении удобрений на схлонах полярных экспозиций по сравнению с водоразделами рекомендуется использовать коэффициенты при расчетах норм внесения удобрений: нз северном склоне - повышающий (1,21,3), на южном склоне - понижающий для фосфора и калия (0,8-0,9), что позволит более рационально расходовать удобрения.
4.На разнонаправленных склонах с целью наибольшего выхода товарной продукции с учетом своеобразия азотного режима чернозема типичного предпочтительнее размещать посевы сахарной свеклы и озимой пшеницы на склонах южной ориентации (южной, юго-ззладной, юго-восточной экспозиции) и на водораздельном плато, а культуры, возделываемые на зеленую массу, о также ячмень - на склонах северной ориентации. Для повышения продуктивности земель и реализации высокой азотминерализующей способности чернозема типичного на склонах южной ориентации целесообразна запашка свежего азотсодержащего органического вещества (сидераты и т.д.).
5. При хозяйственной деятельности на земле особые усилия следует направить на рзциональноо использование слабосмытых земель южных склон08, имеющих высокий потенциал продуктивности, сопоставимый с но-смытыми аналогами, но нуждающихся в дополнительных источниках азота и вла гона копите л ьных мероприятиях.
6. В годы экономического кризиса метеорологическая служба на многих станциях сократила объем исследований, в частности, определение запасов влаги в почвах. Однако, для рационального применения удобрений в новых экономических условиях, когда более широко применяется весеннее внесение удобрений, ата информация представляет реальную коммерческую ценность. Поэтому необходимо возобновить данный вид метеонаблюдений.
7. Разработан алгоритм вычисления прогнозной продуктивности сельскохозяйственных культур, который позволяет оценить продуктивность различных местоположений поля (участка) в склоновом рельефе.
Список основных работ по теме диссертации
1. Почвы лесотундры нижнего Приобья в районе месторождения Уренгой // Вестник Московского университета, серия 17: Почвоведение. - 1930. Nal, - С.12-19 (Иванов В.В.).
2. Нарушение почвенного покрова междуречья Надым — Пур в результате строительства линейных сооружений / Сборник докладов: Прогноз изменения криогенных почв под влиянием хозяйственного освоения территорий. Пущино, 1980.- С.190-191.
3. Особенности почвообразования в северо-таежных редколесьях Западной Сибири // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. • 1981. выпуск ХХУ1 - С.23-25 (Турченкова Е.М.).
4. Особенности почвообразования на суглинках в лесотундре Западной Сибири // Биологические проблемы Севера (Доклады Xt симпозиума) ч.|, Сыктывкар, 1981.- С.275-276. (Васильевская ВД.).
5. Антропогенные изменения агрофизических свойств черноземов Среднерусской возвышенности // В сб.: Проблемы повышения продуктивности черноземных почв. Доклады совещания, посвящ. 100 летию книги. В.В. Докучаева «Русский чернозем», Полтава, 1Э83.-С. 26-30. (Коллектив авторов).
6. Почвообразование в лесотундре Западной Сибири (Междуречье Надым - Пур) // Автореферат дисс на соиск. ученой степени кандидата биологических наук. М., изд. МГУ. 1983. - 25 а
7. Изменение агрофизических свойств черноземов под воздействием сельскохозяйственного использования / В сб.: Современное состояние и перспективы развития заповедного дела. Доклады областной науч. конф., посвящ. 50-летию деятельности Центрально-Черноземного заповедника. Курск, 1985.-С.15-17.
8. Сравнительный анализ различных способов уплотнения почв в условиях вегетационных опытов // Научно-технический бюллетень ВНИИЗиЗПЭ, выпуск 4 (51). Курск, 1986. - С. 27-32. (Тарасов А.Н.).
9. Почвы Севера Западной Сибири// Издательство МГУ, 1986. -Главы в кол. монографии №3, 4 -С.69-139). глава № 7 -С.186-203. (Васильевская БД., Иванов В.В., Богатырев Л.Г.).
10. Изменение дисперсности глинистых компонентов типичных черноземов под естественными и культурными ценозами / В сб.; Изучение, охрана
и рациональное использование природных ресурсов. Уфа, 1987,- С.56-59. (Проценко А.А.)
11. Развитие почвенных эрозионных процессов под действием значительных антропогенных нагрузок // Ноосферогенез: постанооки и пути решения проблемы. Кишинев, произв. издательский отдел Молд. НИИНТИ, 1990. -С. 183-185.
12. Некоторые подходы к изучению плодородия эродированных почв // Доклады Всесоюзной науч. конференции; Проблемы повышения плодородия почв в условиях интенсивного земледелия. Ташкент, 1990. - С.37-38.
13. Изменение свойств темно-серых лесных почв под действием антропогенных факторов И Прогноз развития эрозионных процессов н устойчивость агропандшафтоа к воздействию естественных и антропогенных факторов. Курск, 1990.-С. 111-120. (Оксененко Н.И.).
14. Микробиологическая активность типичных черноземов, находящихся в различных условиях использования // Научные достижения — сельскому хозяйству. Курск, 1990. С. - 26-30. (Степанов А.Л., Проценко АЛ.).
15. Изучение динамики плотности почвы в мелкоделяночных опытах // Научные достижения - сельскому хозяйству. Курск, 1990. - С. 42-54. (Проценко АА).
16. К вопросу о трансформации плодородия почв под действием водной эрозии // Научные достижения - сельскому хозяйству. Курск, 1990. - С. 3235. (Носов С.М.)
17. Трансформация плодородия темно-серых почв под действием эрозионных процессов // Производственный потенциал агропромышленного комплекса и пути улучшения его использования. 4.1. Воронеж, изд. С ГУ, 1991.- С. 15-17.
18. Изменение свойств смытых темно-серых почв под действием эрозионных процессов // Доклады Всесоюзной науч. конф. «Почвенно-эрозионные процессы и меры борьбы с эрозией почв». Душанбе, изд. «До-нит», 1991.-С. 61-62.
19. Почвообразование в лесотундре Западной Сибири И Почвоведение. Литогенез. Палеография.-Томск. 1991.-С.38-39.
20. Нарушение целостности почвенного покрова при строительство линейных сооружений // Экологические проблемы о почвоведении и земледелии. Курск, 19Э1.-С.91-93.
21. Влияние эродированное™ на физико-химические свойства темно-серых лесных почв // Экологические проблемы в почвоведении и земледелии. Курск, 1991,- С.7-9.
22. Изменение структурно-функциональных и гидрофизических свойств типичных черноземов при интенсивном земледелии / Глава в кол. монографии «Агроэкологичесше принципы земледелия». М„ Колос, 1993. - С. 237255. (Проценко А.А).
23. Динамика структуры порового пространства типичных черноземов под естественными и культурными ценозами // Сборник докладов научно-практической конференции, посвящ. 25-лотию ВНИИЗиЗПЭ, Курск, 1995. -С.11. (Проценко АА.).
24. Влияние экспозиции склонов и уровня удобренносги на динамику питательных элементов в почве // Сборник докладов научно-практической
конференции, посаящ. 25-лотию ВНИИЗиЗПЭ, Курск, - С.12. ( Виноградов ЮА, Шустрова Н.В.).
25. Изучение подвижное™ фосфора и калия d эрозионных агроландшафтах /Доклады II съезда почвоведов, 1996. С.394. (Шустрова Н.В.)26. Особенности режима минерального азота в эрозионно-опасных аг-роландшзфтах ЦЧЗ /Доклады II съезда почвоведов, 1996. С.330. (Виноградов ЮА).
27. Влияние удобрений на урожайность ячменя в агроландшафтах И Охрана почв и проблемы экологического земледелия. Курск, 1097. - С.17-18. (Солодилов A.B., Мащенко С,С).
28. Влияние природных и антропогенных факторов на динамику минерального азота в почвах озимой пшеницы // Охрана почв и проблемы экологического земледелия. Курск, 1997. - С.16-17. (Траутвах И.В.).
29. Сахарная свекла на склонах //Сахарная свекла. - 1999. №2-С.14.
(Солодилов A.B., Траутвах И.В., Панкратов С.А.).
30. Динамика формирования урожайности сахарной свеклы на склонах ЦЧЗ // «Проблемы современного земледелия»: Доклады научно-прзктическойконференции, Курск, 1999.-С.30-31.(ПроценкоА.А., Шустрова Н.В., Траутвах И.В., Солодилов A.B.)
31. Секреты гибкой технологии возделывания сахарной свеклы // Земледелие. —1999. №3. - С.24. (Солодилов A.B., Шустрова Н.В.).
32. Влияние природных и антропогенных факторов на динамику, элементов питания в типичных черноземах под сахарной свеклой // «Рациональное использование природных земель и защиты почв от эрозии в лесостепной Центрально-Черноземной зоне» / Доклады научно-практической конф. Курского отделения Докучаевсхого общества почвоведов. - Курск, 1999.— С.11-12. (Солодилов A.B.)
33. Динамика содержания микроэлементов в растениях озимой пшеницы в зависимости от особенностей азотного режима чернозема типичного / Доклады научно-практической Курского отделения Докучаевсхого общества почвоведов. - Курск, 1999. - С.22-23. (Траутвах И.В., Чуян ГА, Ермаков В.В., Солодилов A.B.)
34. Влияние агроэкологических факторов на пищевой режим типичных черноземов а агроландшафтах ЦЧЗ / Материалы 111 съезда Докучаевского общества почвоведов 11-15 июля 2000., Суздаль, книга 2, С. 196. (Чуян Г.А., Солодилов A.B., Траутвах И.В.)
35. Влияние экологических факторов на продуктивность и свойства черноземов ЦЧЗ // «Экология и почвы» Избранные лекции IX Всероссийской школы. - Пущине, 1999. - С.197-205. (Чуян ГА)
36. Изучение динамики показателей плодородия в МОП О на склоновых почвах Черноземной зоны России // Доклад Современные проблемы опытного дела. С.-Петербур, 6-9 июля 2000. - С.232-237. (Траутвах И.В., Проценко АЛ.)
37. Методические указания ло автоматизационному проектированию системы удобрения в севооборотах Центрального Чернозема Курск, 2000. 70с. (Чуян ГА, КарпинецТ.В.)
38. Особенности азотного режима чернозема типичного на склонах и поступления его в растениях /«Русский чернозем - 2000», Белгородская
обл., Прохоровка. 17-19 марта 2000. — Сб. статей участников конференции, — М.. 2001. - С. 193-201. (Чуян ГА., Траутвах И.В)
39. Потребление питательных элементов сахарной свеклой в условиях расчлененного рельефа // Бюлл. ВИУА. — 2001. №115, — С.С1-63. (Траутвах И.В., Солодилов A.B., Глебов Е.С.)
40. Экологическио факторы формирования почв склонов ЦЧЗ И Экология и почвы. Избранные лекции X Всероссийской школы., - Пущи но, 2001. -С.55-60.
41.Влияние педотурбации на процессы эрозии и донудации о ЦЧЗ Л Воспроизводство плодородия почв и их охрана в ландшафтном земледелии лесостепи ЦЧЗ. Доклады научно- практической конференции Курского отделения Докучаевского общества почвоведов. - Курск, 2001. — С. 25-26. (Сти-феев А.И., Проценко A.A.)
42. Эффективность вермикомпоста при выращивании различных сортов картофеля на темно-серых лесных почвахЛ/Доклады научно- практической конференции Курского отделения Докучаевского общества почвоведов. -Курск. 2001,- С. 26-27. (Проценко A.A.)
43. Влияние агроэкологлческих особенностей элементов агроландшаф-тов и удобрений на продуктивность сахарной свеклы // Теория и практика использования агрохимических средств в современном земледелии Центрально-Черноземных областей России, «Крестьянское дело». - Белгород. 2002. ~С.126-137.( Чуян Г.А., Шустрова Н.В., Проценко АЛ.)
44. Методические подходы к управлению плодородием с помощью удобрений и мелиорантов 8 стационарном многофакторном полевом опыте ВНИИЗиЗПЭ // Теория и практика использования агрохимических средств в современном земледелии Центрально-Чорноземных областей России, «Крестьянское дело». - Белгород, 2002. - С.206 -215.(4у ян ГЛ., Чуян О.Г„ Тур О.П.)
45. Влияние удобрений и размещение в агроландшафто на продуктивность и особенности водопотребления сахарной своклы. // Современные проблемы земледелия и экологии. Сборник докладов Международной научно-практической конференции, Курск, 2002, - С.382-386.{Глебов Е.С.)
46. Особенности потребления азота культурами в эгроландшафтах ЦЧЗ //Владимирский земледелец. - 2002, №1, С.20 (Траутвах И.В., Караупова Л.Н., Глебов Е.С., Акимов А.Ю.)
47. К вопросу изучения влияния абиотических факторов на свойства почв в зонзлыюм аспекте. // Проблемы повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур в адапп!duo-ландшафтом земледелии. Доклады научно- практической конференции Курского отделения Докучаевского общества почвоведов. Курск, 2003. - С.22-25.
48. Нигрификационная способность чернозема типичного в склоновых агроландшафтах // Проблемы повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственной культур в адаптивно-ландшафтом земледелии. Доклады научно- практической конференции Курского отделения Докучаевского общества почвоведов. Курск 2003. - С.19-21.(Караупова Л.Н., Глебов Е.С.)
• 49. Влияние систем земледелия на агрохимичоскио свойства чернозема типичного в длительном многофакторном полевом опыте. //Модели и техно-
логии оптимизации земледелия. Сборник докладов Международной научно-практической конференции. — Курск, 2003. - С.90-94.
50. Азотный режим и урожайность. //Сахарная свекла. - 2003. N98, -С.12-15.(Кзраулова Л.Н., Глебов Е.С.)
51. Система удобрения как технология управления плодородием почв в агроландшафтах ЦЧЗ. //Земледелие. - 2004. №3. - - С. 13-14.( Черкасов Г.Н.)
52. Трансформация плодородия почв на склоновых землях центрального Черноземья и пути интенсификации земледелия. // Доклады РАСХН -10 С. (Черкасов Г.Н., Нуян ГА. & В печати.
53. Changes in soil ecology on the north of West Siberia as a result of gas-extraction// 17 th WCSS, Symposium no 18, 14-21 August 2002, Thailand, P. 543-(1-9), (Amnions, A.A. Procenco, T.V. Karpinets)
Подписано в печать 15,07.04. Тира* IDO эо. Формат 60x841/16. Объем 2,0 усл. печ. л. Размножено ео ВНИШиЗПЭ. 301000, г.Курск, ул. К. Маркса, 706
- 1 400 4
-
Проценко, Елена Петровна
-
доктора сельскохозяйственных наук
-
Курск, 2004
-
ВАК 03.00.16
- Количественная оценка механической миграции вещества почв методом магнитного трассера
- Агроэкологическое обоснование дифференцированного применения удобрений в севообороте на склоновых землях Центрального Черноземья
- Динамика подвижных соединений азота в черноземах типичных пахотных склонов ЦЧЗ
- Влияние агротехнических и мелиоративных приемов на физико-химические свойства чернозема типичного на сопряженных элементах рельефа
- Базовые свойства и режимы почв полярно ориентированных склонов
