Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние удобрений и плодородия серой лесной почвы на урожайность полевых культур в условиях засухи южной части Центрального Нечерноземья

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Влияние удобрений и плодородия серой лесной почвы на урожайность полевых культур в условиях засухи южной части Центрального Нечерноземья"

На правах рукописи

КОСОРУКОВА ТАТЬЯНА ЮРЬЕВНА

ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ И ПЛОДОРОДИЯ СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ НА УРОЖАЙНОСТЬ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ ЗАСУХИ ЮЖНОЙ ЧАСТИ ЦЕНТРАЛЬНОГО НЕЧЕРНОЗЕМЬЯ

Специальность 06.01.04 - Агрохимия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 2005

Работа выполнена на кафедре агрохимии и почвоведения Рязанской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора П А. Костычева

Научный руководитель:

кандидат сельскохозяйственных на\к Ушаков Роман Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных на>к Шафран Станислав Аронович

кандидат сельскохозяйственных наук Шереметьева Наталья Михайловна

Ведущее предприятие:

Рязанский научно-исследовательский проектно технологический институт АПК

совета Д

А. 2005 г. в

часов на На) чно-

Защита состоится < заседании диссертационного Совета 006.049.01 при исследовательском институте сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны.

Адрес: 143026. Московская область, Одинцовский район, пос. Немчинов-ка-1, ул. Калинина, д.1.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке НИИСХЦРНЗ. -

Автореферат разослан М)А-ЬНлл- 3995 г

Ученый секретарь диссертационного совета

А.С Мерзликин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из сдерживающих факторов в формировании урожайности культурных растений является дефицит доступной воды в почве, обусловленный не только погодными условиями, но и неудовлетворительными физическими свойствами почвы. Особенность климата в южной части Центрального Нечерноземья определяет рискованный характер ведения земледелия в данном регионе, из-за большой вероятности наступления засухи в весенний период Возможное снижение продуктивности культурных растений связано также с ухудшением плодородия почв и большим дефицитом минеральных удобрений, что усиливает негативное воздействие засухи на ранних этапах развития растений.

Поэтому повышение плодородия почвы и применение удобрений следует рассматривать в качестве приоритетных мер в создании устойчивого продукционного процесса.

В научной литературе удобрения в большинстве случаев рассматриваются и оцениваются с позиции продуктивности растениеводческой продукции, в недостаточной степени акцентируя внимание на их значение в формировании устойчивости продукционного процесса, достигаемой при длительном применении.

Несмотря на всю очевидность значения удобрений для получения экономически обоснованных урожаев культурных растений их эффективного использования в условиях засухи требуют детального рассмотрения длительные полевые опыты при возделывании различных сельскохозяйственных культур.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - изучить влияние удобрений и плодородия серой лесной почвы на урожайность полевых культур в условиях засухи южной части Центрального Нечерноземья.

- изучить динамику погодных условий южной части Центрального Нечерноземья;

- исследовать характер активности почвенных микроорганизмов в качес!ве диагностики интенсивности процессов, участвующих в образовании урожая культурных растений;

- установить зависимость урожайности основных сельскохозяйственных культур от почвенной засухи при внесении минеральных удобрений;

- выявить роль минеральных удобрений в смягчении негативного влияния почвенной засухи на урожайность зерновых культур:

- дать энергетическую оценку применения минеральных удобрений под яровые зерновые культуры в условиях жесткой и умеренной засухи (по

В связи с этим поставлены следующие задачи:

ГТК).

Новизна работы. Впервые для южной части Центрального Нечерноземья рассмотрено влияние почвенной засухи на отдельные компоненты агроэкосистемы

Выявлена роль азотных, фосфорных и калийных удобрений, комплексного окультуривания серой лесной почвы в снижении влияния засухи на урожайность основных полевых культур Установлена зависимость урожайности сельскохозяйственных растений от почвенной засухи и уровня минерального питания Проведена оценка устойчивости продукционного процесса к засухе. Установлено значение агрохимических показателей плодородия почвы на жизнедеятельность микроорганизмов в засушливых условиях.

Практическая значимость. Исходя из полученных результатов анализа динамики погодных условий и сопоставления их с экспериментальными и производственными урожайными данными, представляется возможным использования этих материалов в прогнозировании урожайности яровых зерновых культур, картофеля и однолетних трав. Предложенные расчеты по устойчивости формирования растениеводческой продукции могут быть учтены в моделях для разработки рациональных систем удобрений, ориентированных на повышение урожайности культурных растений в засуху, а также оптимальных экологических критериев функционирования агроэкосистем.

Некоторые положения работы можно использовать в учебных курсах в процессе преподавания почвоведения, ландшафтоведения, агрохимии.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Рязанской государственной сельскохозяйственной академии им. профессора П.А. Костычева в 2003-2005 г., на Международной научной конференции: «Применение средств химизации - основа повышения продуктивности сельскохозяйственных культур и сохранения плодородия почв», Москва, ВНИИА, 2004 г.. на расширенном заседании кафедры агрохимии и почвоведения, Рязань, 2005 г.

Публикации. По материалам исследований опубликовано 5 статей.

Структура и объем работы. Работа изложена на 178 страницах машинописного текста, содержит 46 таблиц и 47 рисунков. Список используемой литературы включает 107 наименований, в том числе 10 иностранных. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, предложения, литературы и приложения.

Автор благодарен научному руководителю Р.Н. Ушакову за постоянную помощь и поддержку при выполнении исследований, профессору Я.В. Костину за советы и замечания при написании работы, профессору Л.В. Ильиной за предоставленную возможность проведения научной работы на многолетнем опыте.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Объекты, условия и методика проведения исследований

Объектом исследований являются серая лесная тяжелосуглинистая почва, на которую в южной части Центрального Нечерноземья приходится 39 % пашни; полевые культуры- яровая пшеница - Приокская. ячмень -Зазерский, картофель - Невский, однолетние травы (вика - Льговская 31/292. овес - Скакун). Серые лесные почвы характеризуются средней обеспеченностью гумусом (2,7 %), подвижным фосфором (77 мг/кг), средним содержанием подвижного калия (98 мг/кг) и слабокислой реакцией почвенного раствора (рН 5,7).

Экспериментальный материал, на основании которого выполнена диссертационная работа, получен в разное время сотрудниками кафедры агрохимия и почвоведения, земледелия и автором в последнее время путем проведения полевых многолетних стационарных опытов по применению разных форм минеральных удобрений № 1 (1962-2005 гг). комплексного окультуривания серых лесных почв (1970-2005 гг) № 2,заложенных в учхозе «Стенькино» Рязанского района Рязанской области Проведены вегетационные и модельные опыты. Методом статистического анализа обработаны производственные данные по урожайности сельскохозяйственных культур для районов Рязанской области.

Схема опыта № 1

№ Яровая пшеница, Картофель Вика-овес Озимая

вари- ячмень пшеница

анта

N. Р70,. к,о. ч Р2О, к,о. N. Р7<Х КА N. Р20<, к20,

кг/га кг/га кг/га кг/га , к г/га кг/га кг/га кг/га кг/га кг/га кг/га кг/га

1 — — — — — — — — — — — —

2 ... 60 60 — 100 100 — 60 60 — — —

3 60 60 60 100 100 100 30 60 60 — — —

4 60 — 60 80 — 40 30 ... 60 60 — 60

5 60 60 60 80 40 40 30 60 60 60 60 60

6 60 60 — 60 60 — 30 60 — 60 60 —

7 60 60 60 60 60 60 30 60 60 60 60 60

Примечание 1 - вариант без удобрений. 2 - фон РК (суперфосфат про-сгой+хлористый калий). 3 - фон РК+И (разные формы азотных удобрений). 4 -фон ЫК (аммиачная селитра+40 % калийная соль). 5 - фон МК-Р (разные формы фосфорных удобрений).6 - фон ИР (аммиачная селитра+суперфосфат простой). 7 -фон № (разные формы калийных удобрений)

В опыте по комплексному окультуриванию серой лесной почвы, заложенном в 1970 г профессором Л.В Ильиной, использованы урожайные данные.

Схема опыта № 2

Севооборот I Севооборот II

культура планируемая урожайность, ц/га доза удобрений NPK. кг /га д. в культура планируемая урожайность, ц/га доза удобрений NPK, кг /га д.в.

Картофель 140-160 навоз20 т Картофель 140-160 навоз20 т

N60P40K40 N60P40K40

290-310 навоз 40 т 290-310 навоз 40 т

N140P110К110 N140P110K110

Ячмень 24-26 N80P40K30 . Ячмень 24-26 N80P40K30

36-40 N90P100K80 36-40 N90P100K80

Овес 24-26 N60P60K50 Овес+кле-вер 24-26 N60P60K50

36-40 N90P80K80 36-40 N90P80K80

Однолетние травы (сено) 30-35 N30P60K40 Клевер 30-35 N30P60K40

70-75 N30P110К70 70-75 N30P110К.70

Озимая пшеница 24-26 N60P40K40 Озимая пшеница 24-26 N60P40K40

36-40 N120P80K80 36-40 N120P80K80

Анализы почв, растений выполнены в соответствии с существующими ГОСТами (ГОСТ 26490-85, ГОСТ 26488-85: ГОСТ 26204-91; ГОСТ 17 4 02-83) Определение белкового азота проводили по методу Плешкова. (осаждение белков проводили трихлоруксусной кислотой - ТХУ). Буферная способность почв по отношению к фосфору и калию определена по Beckett (1964).

Статистическую и математическую обработку проводили при помощи программного продукта STAT1STICA и по Б.А. Доспехову (1985) Оценку энергетической эффективности применения минеральных удобрений проводили по Г. А Булаткину (1983) и А С. Миндрину (1997).

Устойчивость продукционного процесса определяли по расчетам, предложенным Р.Н Ушаковым (2003). Для этого используются следующие формулы:

1. Кээу(1)=(Уггк05.0 7-Уэц)/(Уэи-Угтк0,); (I)

2. Кээу(2)=(Угтк0 5 07-Уэц)/(Угтк>15-Уэц): (2)

где Угтко - — урожайность культ}ры в засушливый год; Уэц — нижний порог экономически целесообразной урожайность*. Угтк | < - урожайность в оптимальный год: Угтк01 - урожайность в сухой год Урожайность определяется либо по регрессионным моделям, либо по фактическим данным. полученным в опыте Чем выше Кээу. тем устойчивее продукционный процесс (Кээу можно рассчитывать и для влажного гола - ГТК=1,5-1.9) Отрицательное значение коэффициента свидетельствует о неустойчивом (с эколого-экономической точки зрения) формировании продукции. * По данным Рязанского областного управления сельского хозяйства и продовольствия получение урожайности зерновых культур менее 25 ц/га, сена трав - 40 ц/ra и картофеля - 150 ц/ra является не рентабельным.

Другая формула: Ку= Ун.г/ДУ, (3)

где Ку коэффициент устойчивости; Ун.г. урожайность культуры в неблагоприятный год; АУ=Уб.г.-Ун.г. разница в урожайности в благоприятный год (Уб.г.) и неблагоприятный (Ун.г.) Чем больше значение Ку, тем выше устойчивость.

Подставив значения урожайности зерна, полученные на варианте без удобрения, в уравнения зависимости продуктивности от ГТК, рассчитанные для удобренного фона, калькулировали трансформированную урожайность изменения (ТУИ).

ТУИ=(УТ(КП-С(Ет (BniKiHCiKi». (4)

B0(Ei)

где yT(Ki) и yT(Ei)- теоретическая контрольная и экспериментальная урожайность, полученные на варианте без удобрений и вариантах с удобрениями при некотором значении ГТК (i); C(Ei) и C(Ki) - константы в уравнениях зависимости продуктивности зерна от ГТК на экспериментальных (РК фон. РК фон + аммиачная селитра) и контрольном вариантах; В0 (Ei) и B0(Ki) - коэффициенты в уравнении для экспериментальных и контрольного вариантов ТУИ - указывает на устойчивость урожайности к изменению, выраженную в ц/га или т/га.

На основании уравнения 4 рассчитали трансформированный абстрактный коэффициент устойчивости (ТКУ)

ТКУ=(УТ(Е,)-УТ(К1))/( ТУИ(Ео ,)-ТУИ(Е,,0.5)), (5)

Модельный микробиологический опыт. В данном случае работа включала изучение вредоносности почвенной засухи на микрофлору, а также значение плодородия почвы на активность почвенных микроорганизмов. В опыте 1 в сосудах моделировали почвенную засуху (почва серая лесная тяжелосуглинистая с содержанием гумуса 2.5%. подвижного фосфора -150 мг/кг и калия - 170 мг/кг) путем поддержания влаги на уровне 6-8% от массы сухой почвы за время экспозиции 27 дней (вероятность при такой влажности почвы в слое 0-10 см в полевых условиях более 50%) при средней дневной температуре воздуха 18-20°Г. Влажность почвы опреде-

ляли весовым методом каждые 3 дня. Для определения активности процессов аммонификации и нитрификации, в почву заделывали измельченное (1 см) свежее органическое вещество листьев клевера красного в количестве 3 г на 50 г почвы. В качестве контрольного варианта приняты оптимальные условия, и влажность почвы соответствовала 27-30% от массы сухой почвы. Учет численности микроорганизмов проводили в соответствии с общепринятой методикой (Руководство..., 1983).

Схема опыта 2 состояла в наличии двух контрастных вариантов, различающихся по уровню плодородия, которые названы условно высокоплодородной и малоплодородной Варианты представлены территориальными участками одной геохимической фации: рельеф ровный, почва серая лесная тяжелосуглинистая, растительность - культурная. Различия в плодородии почвы обусловлены применением органических удобрений. Малоплодородный вариант почвы отражает общее состояние пахотного земледелия с недостаточными агрокультуртехническими мероприятиями. В такой почве содержание гумуса составляет около 2,2-2,5%; подвижного фосфора и калия соответственно73, 86 мг/кг. Систематическое применение навоза крупного рогатого скота в дозе 20-30 т/га увеличило гумус до 6%, подвижного фосфора и калия до 280-300 мг/кг.

Микробиологические исследования проводили в Институте биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К.Скрябина (г. Пущино). Для этого 0,5 г почвы с каждого сосуда помещали в пластиковую градуированную стерильную коническую пробирку, добавляли до 10 мл стерильный 0,1% раствор Ыа4Р?07 х 10 Н20. Почвенную суспензию обрабатывали на ультразвуковой установке на холоде троекратно по 30 секунд с 30-секундными перерывами. Затем методом серийных разведений готовили необходимое разведение почвенной суспензии. На чашки Петри с агаризо-ванными средами наносили по 0.05 мл почвенной суспензии и тщательно растирали ее шпателем по поверхности среды. Посев инкубировали при 26°С от 3 до 20 суток.

Грибы определяли на сусло-агаре, целлюлозоразлагающие бактерии - среде с карбоксиметилцеллюлозой Имшенецкого и Солнцева, акти-номицеты - методом посева почвенной суспензии на среду И2А (Э1А:о) с добавлением почвенного экстракта, нистатина и налидиксовой кислоты, аммонифицирующие бактерии - на органических и синтетических средах (Руководство..., 1983)

Изучение активной микрофлоры проводился модифицированным методом Н.Г. Холодного (1935) на агаризованных стеклах.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Динамика погодных условий мая в южной части Центрального Нечерноземья (на примере Рязанской области)

Наибольшая вероятность негативного проявления почвенной засухи наблюдается в весеннее время, т.е. в начальные периоды развития яровых культур. В этот период в регионе осадков в среднем выпадает около 43 мм. Однако изменения в погодной обстановке, произошедшие за последние 20 лет свидетельствуют о необходимости пересмотра среднемно-голетнего значения в сторону его уменьшения: в 7 случаях из 21 количество осадков составило меньше 20 мм (33,0%), среднее значение — 34 мм, в то время как за длительный период 1942-1981 гг. это было в 3 случаях из 40 (7,5%). За 1942-1981 гг. числа лет с осадками меньше 43 мм (среднестатистическое значение) составило 21, за 1982-2002 гг. 16. Расчет коэффициента соответствия по X2 (4,27 при р=0,0389) свидетельствует о достоверных различиях между периодами.

На усиление засушливости климата в последнее время указывает экспоненциальное выравнивание майских осадков, которые, начиная с 1982 г., имеют нисходящую направленность (рис. 1).

80=43 07 А1р(1а= 100

О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

— осадки — выравненные значения остатки

Рис 1 Выравнивание майских осадков (ось У) в интервале времени 1942-2002 гг. (ось X) (вторая ось У - остатки)

Согласно рассчитанному уравнению У=52.0-0.3Х. в среднем за год майских осадков становится меньше на 0,3 мм Об уменьшении осадков свидетельствует частотное распределение (табл. 1) В среднем более чем

за 60 лет наибольшая вероятность осадков (более 50 %) падает на диапазон значений от 10 до 40 мм. При этом за последний 21 год вероятность составила 76% (за период 1942-1981 гг - 37%).

Аналогичные закономерности получены при статистической обработки гидротермического коэффициента (ГТК)

Эти сведения говорят об усилении засушливости климата в последнее время, хотя о векторе дальнейшей тенденции изменения его говорить затруднительно. Тем не менее, дефицит воды остается одним из ключевых факторов в формировании урожая.

Таблица 1

Частотное распределение майских осадков в Рязанской области

Диапазон Количество случаев % случая

значений

1942- 1942- 1982- 1942- 1942- 1982-

2002 гг 1981 гг. 2002 гг 2002 гг. 1981 гг 2002 гг.

0,0<=х<10,0 1 1 0 1,64 2,50 0

10,0<=х<20,0 8 2 6 13,11 5,00 28,57

20.0<=х<30,0 9 3 6 14,75 7.50 28,57

30,0<=х<40,0 14 10 4 22,95 25,00 19,05

40,0<=х<50,0 8 6 2 13,11 15,00 9,52

50,0<=х<60.0 9 9 0 14,75 22,50 0

60,0<=х<70,0 4 1 6,56 7,50 4.76

70,0<-х<80,0 2 2 0 3,28 5,00 0

80,0<=х<90,0 2 2 0 3,28 5,00 0

90,0<=х< 100,0 1 0 1 1,64 0 4,76

100.0<=х< 110.0 2 1 1 3,28 2,50 4.76

110.0<=х<120,0 1 1 0 1,64 2,50 0

Микробиологическая активность серой лесной почвы как диагностический показатель ее гомеостатического свойства в засуху

Устойчивость продукционного процесса во многом определяется состоянием почвы как среды обитания Для изучения ее функционирования в условиях засухи был использован метод микробиологической диагностики

Реагирование микробиологической активности на дефицит воды -диагностический показатель в оценке гомеостатического (устойчивого) потенциала плодородия почвы Это справедливо для всех физиолого-трофических групп микроорганизмов, за исключением грибов и актино-

мииетов. несмотря на их преобладающую численность в высокоплодородной почве Наиболее контрастные различия в численности микроорганизмов между вариантами плодородия почвы отмечены по аммонифицирующим и нитрифицирующим бактериям: в оптимальные условия увлажнения разница межд\ вариантами составила соответственно 7.1 (НСРо5=4,1) и 11.5 КОЕ-106/г (НСР05=1,9): несколько меньше по бактериям, ассимилирующим азот минеральных солей 2,5 КОЕ-106/г (НСРо5=0,4) в пользу малоплодородной почвы и целлюлозоразлагающим баюериям — 0,4 КОЕ-Ю6/г (НСР0<=0.5). В присутствии почвенной засухи разница увеличилась еще больше (табл.2).

Таблица 2

Влияние засухи на микробиологическую активность (КОЕ-Ю6/г) в зависимости от уровня плодородия серой лесной почвы

Содержание в почве: Грибы Аммо-нифи-каторы ' Бактерии, ассимилирующие азот минеральных солей Нитри- фи-каторы Целлю-лозо-разлага-тели Акти-номи-цеты

Гумус, % р2о5, мг/кг к2о, мг/к г

Оптимальные условия увлажнения (контроль)

2.3 73 86 0.2 9.5 3.7 5,2 3,9 2,6

6,0 280 290 0,8 16,7 1,2 16,6 4,3 50,1

Засушливые условия

2,3 73 86 0.2/+ 4,7/1,0 0,4/0,1 1,6/0,5 1,6/0,7 7,8/+

6,0 280 290 1,7/+ 10,6/1,7 0,9/3.8 16,8/+ 3.9/11,6 39,7/3,8

НСР05 0,3 4,1 0,4 1,9 0,5 6,6

Примечание в числитсчс чисташость микроорганизмов, в знаменателе значение KMC. знак + означает невосприимчивость к стрессу

Для оценки микробиологической устойчивости мы предлагаем использовать условный коэффициент микробиологического сопротивления (KMC), рассчитываемый по следующей формуле: КМС^Мнф^'бф-Мнф); где 1Чнф - численность микроорганизмов в неблагоприятных условиях; ^ф - численность микроорганизмов в благоприятных условиях

Если коэффициент меньше единицы, микробиологическая жизнедеятельность обладает повышенной сенсорной восприимчивостью к действию неблагоприятного фактора; больше единицы — микробиологическая активность относительно устойчивая

При недостатке воды в высокоплодородной почве KMC для ам-монификаторов. бактерий, ассимилирующих азот минеральных солей и целлюлозоразлагаюших составил соответственно 1.7. 3.8 и 11,6 ед., в то время как в малоплодородной почве значение коэффициента было 1 (ам-монификаторы) и меньше 1. Это указывает на гомеостатическую функцию плодородия почвы в поддержании устойчивости жизнедеятельности почвенных м икроорганизмов.

Таким образом. в высокоплодородной почве расширяется диапазон экологических ниш для микроорганизмов, связанный с увеличением доступного энергетического материала, и экологической стабилизацией этих ниш на фоне проявления почвенной засухи за счет ее снижения.

Влияние минеральных удобрений на устойчивость продукционного процесса

Основываясь на урожайных данных, полученных в опыте по применению разных форм минеральных удобрений (табл. 3, 4, 5, 6, рис. 2). с помощью уравнений регрессии рассчитаны теоретически возможные урожайности полевых культур при разных гидротермических условиях.

Рис. 2. Динам ика урожайности однолетних трав (ц/ra) и ПК (май-июль)

Примечяше ГТК- гидротермический ю тффициа1т. NK - фон (аммижная селиг-ра<-40 %ютийная голь. Рдам - диаммофос; Per - простой гр<иулиров<нный w-пффосфат. Ред.-двойной суперфосфат

Таблица 3

Динамика урожайности (ц/га) яровых зерновых культур (ячмень, яровая пшеница) и ГТК в опыте с калийным удобрением

Вариант 1968 1976 1978 1980 1984 1988 1996 2000 V, %

ГТК

0,8 2,0 2,1 3,9 0.3 0,5 0.8 0.6

Без удобрений 18.7 30,1 34.9 27.0 17,1 18,9 19,2 17,4 29

фон МьоРбо 24.4 42,2 38.7 34,7 17,9 28.6 29,4 23,6 30

№боРбо+Кбо (40%к.с.) 26.3 46,2 42,6 40.8 21,1 31,3 35,9 26,3 26

Таблица 4

Динамика урожайности клубней картофеля и ее зависимость от ГТК при применении калийного удобрения

Вариант 1967 1971 1979 1983] 1987 1991 1995 1999 V,

ГТК %

1,0 0,7 0,8 0,7 1,1 1,2 0,6 0,3

Без удобрений 187 117 166 110 245 143 73 85 40

фон N«^60 260 146 179 168 288 160 105 95 39

^оРбо+Кбо (40%к.с.) 276 160 237 207 304 214 146 115 31

Таблица 5

Д инамика урожайности яровых зерновых культур (ц/га) и ГТК в многолетнем опыте с азотным удобрением

Вариант 1977 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1995 1997 2000 V.

ГТК %

0,85 0,10 0,50 0,72 0,60 1,18 0,30 0,67 0,60 0,86 0,60

Без удобрений 29.5 11.3 17,2 20,9 30,3 27,5 13,6 33,1 15,1 29,3 17.6 34.9

фон РбоКбо 30.0 12.1 18,0 24,0 33,5 30.2 14,4 34,9 23.7 32,4 24,2 30,9

РмКм 49.4 16,1 24.3 37,8 40,1 57.2 30.2 46,5 28,0 40.0 25,4 34,3

(М^Оз)

Таблица 6

Динамика урожайности клубней картофеля и ее зависимость от ГТК при применении фосфорных удобрений

Вариант 1971 1975 1979 1983 1987 1991 1999 У,%

Гидроте рмический коэффициент (ГТК)

0,9 1,1 0,7 0.9 1,2 1,1 0,5

Без удобрений 121 145 173 127 186 105 76 28,6

фОН N50X40 142 211 199 191 282 148 92 33,5

^80К40+Р40 (Рс.д.) 162 245 227 193 316 251 121 29,6

Исходя из уравнения регрессии (У=0,85+2,1Х), в норм&чьные по увлажнению годы при внесении под яровую пшеницу 60 кг/га азота на серой лесной почве со средним содержанием фосфора и калия можно получать 4,0 т/га зерна; в острозасушливые (ГТК=0,5) - 1,9 т/га; в часто встречающиеся засушливые годы (ГТК=0,7-0,8) - около 2.5 т/га.

Однако в производственных условиях в более чем 80% случаях при значениях ГТК ниже 1 фактическая урожайность яровых зерновых культур составляет ниже 20 ц/га. Отсюда вытекает, что большое значение в повышении продукционного процесса имеет плодородие почвы и удобрений. Так в опыте с калийными удобрениями (табл. 7) установлено, что при внесении под яровые зерновые культуры только сульфата аммония и простого суперфосфата в засушливые годы наиболее ожидаемая урожайность культуры - 2,6 т/га (У=23,5+4,6Х); при внесении их с калийной солью - 2,9 т/га (У=26,3+5,4Х).

Таблица 7

Теоретически возможная урожайность некоторых культур при различных гидротермических условиях

Вариант Уравнение регрессии Теоретическая урожайность (ц/га) при ГТК: V, %

0,5 1,0 1,5

1 2 3 4 5 6

однолетние травы

в опыте с фосфорным удобрением

фОН N30X60 У=13.8^39,9Х 33,7 53,7 73,7 37,2

продолжение таблицы 7

1 2 3 4 5 6

^зоК60+Р6о(с.Д.) У=18,5+39,ЗХ 38.1 57,8 77,5 34.6

яровые зерновые (ячмень, яровая пшеница)

в опыте с калийным удобрением

Без удобрений У= 17,3+4,ОХ 19,3 21,3 23,3 9,4

фон КоРбО У=23,5+4.6Х 25,8 28.1 30,4 8,2

^«)Рбо+Кбо (40%к.с.) У=26,3-5,4Х 29,0 31.7 34,4 8,5

в опыте с азотным удобрением

Без удобрений У=10,Ы9,1Х 19,7 29,2 38,7 32,5

фон РбоКео У=12,1+20,5Х 22,3 32,6 42,9 31,5

Рб()Кб0+^0 (N^N03) У=12.5+35,9Х 30,4 48.4 66,3 36,9

картофель

в опыте с фосфорным удобрением

Без удобрений У=25,9+139,4Х 95.6 165,3 235 42,4

фон ^0К40 У=58,0+144,ЗХ 130,1 202.3 274.4 35.6

И^Кю+Рад (Рс.д.) У-91,6Н46,9Х 165.1 238,5 311,9 30,6

в опыте с калийным удобрением

фон 1^60Р60 У=51,5+153.1Х 128,1 204,6 281.1 37.1

•ЧоРбо+Кбо (40%к.с.) У=49.7+188,ЗХ 143,9 238,0 332.1 39,9

Примечание в уравнении У - урожайность. X -значения ГТК

Исследования показали, что за счет оптимизации питания возможно достижение целесообразного уровня продукционного процесса у яровых зерновых культур. Как отображает рис. 3, наивысшие значения Кээу (1) при возделывании в засушливых условиях яровых зерновых - 2.2 (при ГТК=0,5) и 2.7 (ГТК=0,7), и картофеля (Уэи-150 ц/га) 1,03 (ГТК=0.5) и 2,00 (ГТК=0,7), порчены при совместном внесении на фонах ЫР и 40% калийной соли (на рисунке к с) и суперфосфата двойного (д.с.).

2,5 2 1,5 1

0,5 0

-0 5

NP NP+40%

K.C.

Картофель

0P Çf

NP+40%

к.с.

огтко^ вгтку

Рис. 3. Коэффициент устойчивости урожайности яровых зерновых и картофеля

По уравнениям регрессии, полученным в опыте с разными формами азотных удобрений (табл. 7) рассчитаны значения теоретической урожайности зерновых культур (УТ), трансформированная урожайность изменения (ТУИ) трансформированная ГТК и трансформированный коэффициент устойчивости (ТКУ) в диапазоне ГТК от 0,05 до 0,5.

При внесении оптимальных доз удобрений (PK+N) более высокая У'Г зерна достигалась при более низких значениях трансформированной ГТК и ТУИ (табл. 8). Вследствие этого ГКУ во всем диапазоне ГТК был больше и колебался от 0,8 до 19,6 ед., на фоне РК - от 0,3 до 3,0 ед.

Данная таблица свидетельствует о том, что в засушливом диапазоне значений ГТК применение азотного удобрения совместно с фосфорным и калийным в меньшей степени влияет на изменение урожайности зерна, поэтому продукционный процесс становится устойчивее в сравнении с фоном, что видно по расчетным величинам коэффициента устойчивости в среднем в варианте РК фон ТКУ составил 0,9 ед ; в варианте PK+N-5,1 ед.

Изменение урожайности удобренных вариантов не соответствует контрольному варианту, служащим мерой нагрузки от засухи-ТУИ(Е0 ;)-ТУИ(Г.г0 ^)<УТ(К0 ;)-УТ(К1<0 ;-)■ Графически это можно предста-

вить слелл юани образом ■ на оси X откладываются данные по изменению контрольной урожайности, оси У трансформированной урожайности (рис.4).

Таблица 8

Расчет теоретической (УТ). трансформированной урожайности изменения (ТУИ)зерна и трансформированного коэффициента устойчивости (ТКУ) продукционного процесса

ПК Урожайность по вариантам, ц/га (УТ) Грансфо-рм ирован-ное значение ГТК Трансформ и-рованная урожайность, ц/га (ТУИ) Изменение трансформированной урожайности ТУИ (Ео,5)-ТУИ®^) Коэффициент устойчивости (ЖУ)

Б/У УТ (БУ) РК фон УТ (РК) РКЯМ УТ (ИРК) РК фон РК* N РК фон ТУИ (РК) РК + N ТУИ (ЫРК) РК фон РК + N РК фон РК + N

0,05 11,1 13,1 14,2 0 0 10,1 10,1 7,1 3,8 0,3 0,8

0,10 12,0 14,2 16,1 0 0 10,1 10,1 7,1 3,8 0,3 1,1

0,15 13,0 15,2 17,9 0,04 0,02 10,9 10,4 6,3 3,5 0,3 1,4

0,20 13.9 16,2 19,7 0,09 0,04 11,8 10,8 5,4 3,1 0,4 1,9

0,25 14,9 17,2 21,5 0,14 0,07 12,7 11,4 4,5 2,5 0.5 2,6

0,30 15,8 18,3 23,3 0,18 0,09 13,5 11,9 3,7 2,0 0,7 3,7

0,35 16,8 19,3 25,1 0,23 0,12 14,5 12,4 2,7 1,5 0,9 5,5

0,40 17,7 20,3 26,9 0,27 0,14 15,3 12,9 1,9 1,0 1,4 9,2

0,45 18,9 21,3 28,7 0,33 0,18 16,4 13,4 0,8 0,5 3,0 19,6

0,50 19,7 22,4 30,5 0,37 0,20 17,2 13,9 — — ... ...

Примет ш е расяеты приведвш для прямолинейной заеисимоста

Графическим способом рассчитано, что при Х=0, У =0,74 и 0,23 ц/га соответственно для вариантов РК фон и РК фон+аммиачная селитра (комплексное питание), негативное действие засухи проявляется при более высокой нагрузке или меньших значениях ПК. Уравнение |С?т|(У=0)

ТУИ (Еа5)-ТУИ (Е,<ц5) (Х=0) позволяет рассчитать некий коэффициент устойчивости (КУ)' для фонового варианта КУ составил 1,35: применение аммиачной селитры увеличил КУ до 2,26 условных ед

На сегодняшний день экономическая конъюнктура сложилась таким образом, что получать урожайность зерновых культур ниже 25 ц/га не выгодно Целесообразно в математической оценке влияния гидротермиче-

ских условий включать экономическое ограничение - урожайность зерна не должна быть ниже критической - 25 ц/га.

ГТК 1 -► ГТК О

Рис 4 Зависимость теоретической урожайности от трансформированной

нагрузки от засухи

Для того чтобы в варианте без удобрений выйти на тот же уровень продукционного процесса, каким он обеспечивается на удобренном фоне (,за счет аммиачной селитры, суперфосфата и калийной соли), необходимо дополнительное применения удобрений. При эюм удается ослабить продукционную зависимость яровых зерновых культур от почвенной засухи. Расчеты показывают, что, для получения экономически целесообразной урожайности зерна в контрольном варианте - значение ГТК должно быть не ниже 0,72 единиц; РК+аммиачная селитра - 0,47. то есть в 1,5 раза меньше В отсутствии минеральных удобрений для формирования условной прибавки зерна в 10 ц/га потребуется оптимальное увлажнение с ГТК около единицы (0,97). в то время как за счет регулирования питания это возможно в засушливых условиях - при ГТК 0.57 единиц (табл 9).

Таблица 9

Теоретические значения ГТК при различных уровнях урожайности зерна яровой пшеницы и ячменя

Вариант Без удобрений РК фон-^аммиач-ная селитра

Уравнение регрессии ГТК Уравнение регрессии ГТК

Без учета группировки У=-0,005+0,027Х 0.67 У=-0.13+0,020Х 0,37

С учетом по группе 1 У=0,45+0,0 IX 0,72 У=0.22^0,001Х 0,47

Урожайность <25 ц/га У-0,75-0.015Х 0,38 У=0,68-0,016Х 0,28

-10 ц/га У=-0,28+0.028Х 0,44 У=-0,33+0,020Х 0,18

+ 10 ц/га У=0,27+0,028Х 0,97 У=0,07+0,020Х 0,57

Оценка устойчивости к засухе полевых культур при комплексном окультуривании серой лесной почвы

Окультуривание серой лесной почвы, рассчитанное на средний и высокий уровень плодородия, увеличило к 2004 г. мощность гумусового горизонта до 25-30 см, содержание гумуса до 2,9-3,2 %, подвижного фосфора и обменного калия соответственно до 154-203 и 186-220 мг/кг. В варианте без удобрений гумуса было меньше на 0,4-0,6 %, фосфора - 49105 мг/кг и калия - 34-103 мг/кг

Основываясь на данных по урожайности полевых культур, полученные в засушливые годы (табл 10), выведены уравнения регрессии, с помощью которых рассчитаны коэффициенты устойчивости урожайности сена многолетних и однолетних трав

За счет расширения посевов под бобовыми травами (клевер), рациональных систем обработки почвы удается одновременно решать вопрос повышения урожайности культурных растений и ее устойчивости к засухе В засушливые годы (ГТК^0.7) установлено, что на фоне зернопро-пашного севооборота самый устойчивый продукционный процесс овса сложился в варианте окультуривания почвы, рассчитанный на средний и высокий уровень: Ку составил в среднем соответственно 4,7 и 4,6 ед., в то время как в контроле (без удобрений) 3.0. При смене однолетних трав клевером Ку возрос во всех вариантах опьпа до 8,2 (без удобрений), 12,9 (средний уровень) и 19,5 (высокий уровень).

Положительное влияние на устойчивость к засухе оказывают минеральные и органические удобрения При средних и высоких дозах удобрений значения Ку были выше контрольного варианта- в зернопропашном севообороте соответственно на 1.7 и 1,6; в зернотравянопропашном на 4,7 и 11,3 ед.

Таблица 10.

Агрохимическая характеристика и урожайность сена трав (и/га) по годам

Содержание в почве: Вариант Годы

гумус, % Р:05. мг/кг К;0, мг/кг 1974 1979 1984 1989 1994 1999 V,%

2,6 93 106 А1В1С1 (контроль) 61,9 24,3 13.5 29,4 56,7 15.1 62,4

2.7 131 169 А1В2С1 67,7 35,1 25,4 36,7 64,8 28.9 42,7

3.0 189 203 А1ВЗС1 63,3 34,1 32,8 42,0 59,5 34,6 30,6

2.6 95 111 А1В1С2 67,0 28,6 18.3 П 1 63,4 20.3 55,6

2,8 136 174 А1В2С2 68,0 36,0 27,2 38,0 66,1 33,7 39,1

3,1 192 208 А1ВЗС2 88,0 36,9 33,1 44,3 67,1 36.2 43,0

2,8 101 125 А2В1С1 63,6 41,6 20,0 36,2 59,9 26,2 42,6

3,0 171 197 А2В2С1 71,4 47,6 23,0 40,3 67,8 28,1 43,1

3,2 213 234 А2ВЗС1 77,7 48,3 25,6 45,3 79,5 29,1 45,6

2,9 106 129 А2В1С2 69,7 43,6 26,2 41,8 61,6 30,8 37,3

3,2 178 205 А2В2С2 78,9 49,7 25,7 42,3 73,5 32,4 42,5

3,3 217 238 А2ВЗС2 89,6 49,9 28,3 49,4 86,7 32,0 47,2

За период исследований гидротермические условия вегетации однолетних (викоовсяная смесь на сено) и многолетних трав (клевер) по годам сильно отличались. В острозасушливые годы (ГТК периода май-июнь <0,3) урожайность не превышала в среднем 30 ц/га (сена) При слабой засухе она колебалась в зависимости от вариантов агротехнологического окультуривания почв от 25 до 50 ц/га. При оптимальной водообеспеченно-сти максимальная продуктивность доходила до 75 ц/га. Минимальный уровень экономически оправданной урожайности сена составляет 40 ц/га.

Кээу рассчитывали для моделей окультуривания почвы, в севооборотах - зернопропашном (А1) и зернотравянопропашном (А2), где предусмотрено три схемы минеральных и органических удобрений, рассчитанные на средний (В2) и высокий уровень плодородия (ВЗ) (В1 — без удобрений), различные подходы к обработке почвы — одноглубинная на 20 см (С1) и разноглубинная (С2).

Максимальная устойчивость продукционного процесса при сильной (ГТК=0.5) и умеренной засухе отмечается у клевера в зернотравянопропашном севообороте с разноглубинной системой обработки почвы и с применением системы удобрений, ориентированной на высокий уровень плодородия: Кээу(1) составил 0,6 ед (ГТК=0,5) и 1,4 (ГТК=0,7),

Кээ>(2) - О.П (ГТК=0 5) и О.ЗО (ГТК=0.7) ед: несколько ниже - 0.21 и 0.06 ед при внесении средних доз удобрений (табл 11) В зернопропашном севообороте максимальная устойчивость в сильную и умеренную засуху выражена только в высокоокульту ренном фоне — в варианте А1ВЗС2. где Кээу составил 0.02 и 0.53 соответственно Экономически оправданная продуктивность викоовсяной смеси на сено достигается лишь в благоприятные по водообеспеченности годы

Таблица 11

Устойчивость продукционного процесса биомассы многолетних и однолетних трав (сено)

Вариант Регрессионная модель Кээу( 1 )/Кээу(2) при ГТК: Урожайность сена при К-ЭЭУтСП, ц/га Разница с А1В1С1, ц/га

0,5 0.7 1,7

1 2 3 4 5 6 7

А1В1С1 (контроль) У=12,2+21,7Х -0.70 -3,57 -0,49 -2,65 0,35 28,0 —

А1В1С2 У~16,7+22,0Х -0,58 -1,27 -0,37 -0,81 0,67 30.8 2,8

А1В2С1 У=24.4+19,0Х -0,44 -0,47 -0,17 -0,17 1.21 35.8 7,8

А1В2С2 У~26,0+18,4Х -0,39 -0,35 -0,09 -0,08 1,41 37,8 9,8

А1ВЗС1 У=29,0+15,0Х -0,37 -0,30 -0,05 -0,04 1,52 38,8 10,8

А1ВЗС2 У=27,0+26,4Х 0.02 0,01 0.53 0,21 3,10 53,3 25,3

А2В1С1 У=25,2+17,1Х -0,47 -0,57 -0,22 -0,26 1,09 34,5 6,5

А2В1С2 У=29,0+18,0Х -0,21 -0,13 0.17 0,10 2.13 44,3 16.3

А2В2С1 У=29,0+19.0Х -0,16 -0,08 0,25 0,13 2.34 46,3 18.3

А2В2С2 У=30,8+21,3х 0.21 0,06 0,80 0,25 3,80 60,0 32,0

А2ВЗС1 У=30,2+21,1Х -0,10 0,04 0,65 0,23 3,39 56,3 28.3

А2ВЗС2 У=30,9+26.0Х 0.60 0,13 1.40 0,30 5,40 75,0 47,0

Таким образом, в засушливых условиях производство сена гарантировано только при комплексном подходе в повышении плодородия серых лесных почв

Оценка энергетической эффективности применения удобрений в разных гидротермических условиях

В расчетах энергетической эффективности применения удобрений в разных гидротермических условиях использовали исходные данные, полученные нами в полевом стационарном опыте с азотными удобрениями, предусматривающем три наиболее контрастные схемы использования удобрений (без удобрений, фон РК и фон РК+аммиачная селитра).

Расчеты показали, что в сильно засушливых условиях (ГТК<0,5) значение энергетической эффективности (Кээ) был максимальным в варианте с применением минеральных удобрений - 0,64 единиц. Однако наибольшее значение Кээ отмечается на всех вариантах в оптимальных условиях увлажнения (0,80; 0,90; 1,23) (табл.12).

Таблица 12

Энергетическая оценка применения удобрений под яровые зерновые культуры

Вариант Средняя урожайность, ц/га Энергосодержание, ГДж/га Общие энергозатраты, ГДж/га Энергетическая эффективность (Кээ) Энергетическая устойчивость (Кэу)

ГТК<0,5

Без удобрений 14,0 26,5 63 0,42

Фон РК 16,0 30,4 65 0,46 —

РК-*- аммиач- 24,0 45,6 71 0,64

ная селитра

ГТК-=1,0

Без удобрений 26,8 50.9 63 0,80 -0,34

Фон РК 29.2 55,5 65 0,90 -0,19

РК+ аммиач- 46,1 87,6 71 1,23 0,64

ная селитра

ГТК>0,5

Без удобрений 25,6 48,6 63 0.77 -0,39

Фон РК 29,1 55,3 65 0,85 -0,27

РК+ аммиач- 40.5 76,9 71 1,10 0,27

ная селитра

Результаты, полученные при расчете энергетической устойчивости (Кэу). показали, что коэффициент имел положительное значение 0,64 и 0,27 ед. соответственно при ГТК =1.0 и ГТК>0.5 только на варианте с внесением комплекса элементов питания, при этом азотные удобрения создают условия для формирования устойчивого продукционного процесса.

С энергетических позиций приведенные расчеты подтверждают значимость удобрений в стабилизации продукционного процесса культур-^ ных растений в условиях засухи.

Выводы

1. Анализ динамики погодных условий свидетельствует об усилении засушливости в весеннее время в южной части Центрального Нечерноземья. За последние 20 лет при среднем значении майских осадков 34 мм в 7 случаях из 21 их количество составило меньше 20 мм (33,0%); за длительный период 1942-1981 гг. - в 3 случаях из 40 (7,5%) при средней величине 43 мм Исходя из уравнения тренда (У=52.0-0,ЗХ), в среднем за год майских осадков становится меньше на 0,3 мм.

2. Повышение плодородия серой лесной почвы способствует стабилизации в ней функционального состояния биологических компонентов в засуху. При содержании гумуса более 3 % в засушливых условиях увеличивается протеолитическая, целлюлозолитическая и активность азотобактера соответственно на 10 %, 12 % и 3 % в сравнении с низкоплодородной почвой (гумуса 2.29 %) По результатам прямого микроскопирования отмечена та же закономерность: при дефиците воды в высокоплодородной почве на протяжении одного месяца рисунок бактериальных колоний визуально выглядел плотнее по сравнению с малоплодородной. О более высокой жизнедеятельности в окультуренной почве свидетельствуют также данные численности грибов, актиномицетов, амонификаторов, бактерий, ассимилирующих азот минеральных солей, нитрификаторов и целлю-лозоразлагающих бактерий, количество которых в почвенную засуху было достоверно больше малоокультуренного аналога соответственно на 1,5

* млн/г почвы;31,8; 5.8; 0.5; 15,2 и 2.2 млн/г почвы

3 За счет применения удобрений (нитрофоски) непродуктивный расход воды ячменем снижается в 6 раз в сравнении с неудобренным вариантом: с 0,36 до 0,06 г г 1 сухой массы (установлено для 111 этапа органо-I генеза).

' 4. В длительных полевых опытах с минеральными удобрениями

установлена тесная связь (г=0,7-0.9) урожайности яровых зерновых культур. картофеля и др от ГТК Расчеты показали, что при совместном внесе-' ние азотных, фосфорных и калийных удобрений в дозе 60-80 кг/га д.в (по

каждому элементу) позволяет в засушливых условиях (ГТК<0,5) на серых лесных почвах получать урожайность яровой пшеницы и ячменя около 30 ц/га, картофеля - 144-165 ц/га.

5. На формирование устойчивости урожая многолетних трав в засушливых условиях (ГТК«0.5) большую роль имеет применение минеральных удобрений коэффициент устойчивости в варианте без удобрений для однолетних трав (викоовсяная смесь) составил 0.2 ед . в фоне средних и высоких доз удобрений — соответственно 0,6 и 1.1 ед.

6. В засушливых условиях производство сена на уровне 40 ц/га и более гарантировано только при внесении азотных, фосфорных и калийных удобрений в зернотравянопропашном севообороте в дозах соответственно 94. 96 и 84 кг д.в./га, навоза - 40 т/га и проведение разноглубинной системы обработки почвы. Коэффициент экологической устойчивости (Кээу 1.2) составил 0,13 и 0,60 ед. соответственно.

7. При внесении азота под культурные растения создаются благоприятные условия для повышения устойчивости продукционного процесса у яровых зерновых культур. При сильном проявлении засухи из всех изучаемых форм азотных минеральных удобрений наилучшим образом зарекомендовала аммиачная и кальциевая селитра- Ку составил 3,0 и 2.7 ед соответственно.

8. В годы с относительно низким уровнем химизации земледелия Рязанской области (до 80-х годах) вероятность получения урожайности зерна ниже 20 ц/га составляла 75 %, при этом вероятность того, что это связанно с засухой была 76 %: с относительно высоким уровнем химизации (80-е годы), отмеченные вероятности составили соответственно 31 и 43 %. в последние 15 лет они снизились до 20 и 18 %. Это указывает на стабилизацию производства зерна в засушливые годы за счет последействия удобрений, внесенных в период интенсивной химизации.

Предложения

1. Для оценки продукционного процесса рекомендуется использовать предложенную схему расчета коэффициентов устойчивости урожайности. В стабилизации урожайности сельскохозяйственных культур требуется систематическое применение минеральных и органических удобрений в дозах, рекомендуемых для южной части Центрального Нечерноземья.

2. Для изучения гомеостатического статуса плодородия почвы можно использовать биодиагностический подход, основанный на микробиологических методах индикации.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1 Ушаков Р Н . Косорукова Т Ю Повышение устойчивости зерновых культур к почвенной засухе при использовании калийных удобрений Ч Изв ТСХА 2004. Вып 3 С 63-66

2 Ушаков Р Н . Косорукова Т Ю Оценка устойчивости яровых зерновых культур к засухе при применении минеральных удобрений // Материалы IV съезда Докучаев о-ва почвоведов Новосибирск, 2004 Кн 2 . Г 62

3 Ушаков Р.Н. Фалькин Г.Н. Пчелинцева С А. Косорукова Т.Ю. Беликова Т А Агроэкологическая роль разных форм азотных, фосфорных и калийных удобрений на серой лесной почвеУ/ Материалы 38 Международной научной конференции (ВНИИА) М,- ВНИИА. 2004. С.330-332.

4. Ушаков Р.Н . Косорукова Т.Ю., Дагаргулия К И.. Асеев В.Ю. Микробиологический аспект вредоносности почвенной засухи//Материалы научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. Рязань, 2004. С 37-39 5 Косорукова Т Ю. Ушаков Р.Н Роль уровня химизации в получении стабильных урожаев зерновых культур// Материапы научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Рязань, 2004 С 31-33

Подписано к печати 20 11.05 г Формат 60x84/16 Объем 1,25 печ. л. Зак. 21 Тираж 100 экз Отпечатано на участке оперативной полиграфии ГНУ ВНИМС Рязань, ул. Щорса, 38/11

»24667

л

РНБ Русский фонд

2006-4

27275 i

i

г

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Косорукова, Татьяна Юрьевна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Засуха как метеорологическое явление, последствия ее проявления и устойчивость к ней растений (обзор литературы)

Общее представление о засухе и ее причины.

Оценочные критерии и попытка прогноза.

Вредоносность почвенной засухи.

Глава 2. Методика проведения опытов и лабораторных исследований.

Почвенные условия.

Методика и агротехника в полевых опытах с многолетним применением разных форм минеральных удобрений и комплексным окультуриванием серых лесных почв.

Методика исследований в модельных опытах.

Методика опыта по почвенной микробиологии.

Расчет экологической устойчивости продукционного процесса.

Глава 3. Экспериментальная часть.

Анализ засушливых условий в Центральном Нечерноземье на примере Рязанской области).

Агроэкосистемная устойчивость к почвенной засухе.

Физиологическая устойчивость культурного растения и эдафический фактор ее определяющий.

Плодородие почвы и микробиологическая устойчивость.

Агрохимические методы борьбы с засухой.

Эдафические компоненты устойчивости.

Антропогенное регулирование.

Оценка устойчивости продукционного процесса к засухе.

Глава 4. Оценка энергетической эффективности применения удобрений в разных гидротермических условиях.

Выводы.

Предложения.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Влияние удобрений и плодородия серой лесной почвы на урожайность полевых культур в условиях засухи южной части Центрального Нечерноземья"

Зона влияния засухи в силу известных причин (естественные и провоцируемые человеком климатические изменения, антропогенное нарушение целостности биосферы, например, в результате чрезмерной вырубки лесов) расширяется в северном направлении и все чаще встречается в южной части Центрального Нечерноземья. По данным С.А. Пегова и др.(2000), при потеплении климата в северном полушарии на 1,5-3,0 °С, которое является одним из факторов усиления засушливости, границы природных зон могут сместиться к северу приблизительно на 600-1000 км, т.е. в южной части Московской области установятся условия черноземных степей (ныне Волгоградская область). В пользу такого аргумента говорят расчеты, проведенные Л.В. Ильиной (1997), согласно которым в последние годы в южной части Нечерноземной зоны в 6 случаях из 15 наблюдали весенне-летние засухи, в то время как в более позднее время их было меньше. В целом же по России в XII в. было 6 засух, в XVI, XVIII, XIX вв. - соответственно 9, 32, 70, в XX в. количество увеличилось до 77, а начало XXI в. уже ознаменовано жесточайшей засухой. В настоящее время, свыше 50 % территории страны страдает от засухи (Черников и др., 2001). Будем надеяться, что последствия от засух не будут столь разрушительными, как последние. И тем не менее засухи неизбежны, в связи с чем нужно предвидеть последствия влияния засух и в случае необходимости спасти страну. Ведь в равной степени с другими природными стихиями многомерные последствия от засухи сказываются на протяжении длительного времени. Главным образом, это выражается в обострении продовольственной проблемы, что нередко становится причиной массового голода.

По мере изучения засухи стало очевидным, что она представляет собой не просто метеорологическое/гидрологическое отклонение от нормы, но и явление, затрагивающее демографический, экономический, политический и социальный аспекты. В связи с этим одной из задач исследований было изучение климатических изменений в южной части Нечерноземной зоны, рассмотренной на примере Рязанской области.

Почва — как система с биокосной особенностью жизнедеятельности обладает интегральным механизмом устойчивости, выраженном на индивидуальном и корпоративном уровнях. Поэтому важным звеном в рассмотрении влияния засухи на агроэкосистему является изучение эдафических компонентов устойчивости и механизмы их реализации. Органическое вещество почвы разной химической структуры и состава (низко- и высокомолекулярные соединения) в большинстве случаев рассматривается только лишь как статический параметр плодородия, тем не менее оно, являясь энергетическим источником питания для гетеротрофной группы микроорганизмов, при ограниченном количестве воды в почве сохраняет эффективный уровень напряженности микробиологических процессов, обеспечивая растения элементами питания, значимость которых для них при почвенной засухе повышается. В этом выражается прямое участие органического вещества в формировании водозапасов. Органическое вещество — главное средообразующее структурное агроэкоси-стемное начало, основа трофических взаимодействий. Именно среда обитания определяет тесноту сопряженности (обратного типа) между действием засухи и физиологической подготовленности ответной реакции на нее со стороны растений и микроорганизмов.

Повышение плодородия почвы следует рассматривать как важный элемент в борьбе с засухой. Это важно не только с точки зрения определяющей роли почвы в обеспечении растений факторами жизни, но и в плане поддержания стабильного функционального состояния физиологических процессов у растения, ответственных за синтез органического вещества в неблагоприятных экологических условиях. Другими словами, начало организации гомеостаза у растений заложено в почве как среде обитания для них. Это базовое условие развития, т.к. органогенез проходит в большинстве случаев под влиянием внешних сдерживающих сил, в частности засухи. Падение продуктивности культур свидетельствует потерю стабильности агроэкосистем. Однако это уже конечная стадия ее отклика на имеющиеся возмущения, которым предшествуют изменения других параметров - агрохимических, физико-химических и других свойств почв, сбалансированности биохимических циклов. В этой связи почву следует рассматривать не только лишь как передаточное звено в цепи взаимодействия ее с растением, но и как сложную систему, организующую эффективное и одновременно устойчивое использование факторов жизни, когда состояние последних по ряду причин ухудшается до состояния несоответствия экологическому оптимуму живых организмов. В работе это показано на микробиологическом уровне, где почвенные микроорганизмы использовались в качестве биодиагностики плодородия почвы как фактора устойчивости.

Основоположник учения о гомеостазе С. Bernard (1878), полагал, что в его организации большое значение имеют запасы, резервы факторов жизни. Для растения они формируются в почве, за счет рационального применения минеральных и органических удобрений. Оптимальное питание повышает общий физиологический статус культурных растений к неблагоприятному воздействию. Используя материалы многолетних опытов кафедры агрохимии и почвоведения, земледелия Рязанской ГСХА, руководителями которых являются соответственно профессора Я.В. Костин и JI.B. Ильина, мы установили стабилизирующий эффект удобрений на некоторые культурные растения в условиях засухи. Агрохимические исследования в этой области еще раз подтверждают исключительную роль минеральных и органических удобрений для земледелия России, которая отмечена во многих научных работах (Войтович и др., 2002; Сушеница и др., 2004; Минеев, 2005) и др.

Новизна работы. Впервые для южной части Центрального Нечерноземья рассмотрено влияние почвенной засухи на отдельные компоненты агро-экосистемы.

Выявлена роль азотных, фосфорных и калийных удобрений, комплексного окультуривания серой лесной почвы в снижении влияния засухи на урожайность основных полевых культур. Установлена зависимость урожайности сельскохозяйственных растений от почвенной засухи и уровня минерального питания. Проведена оценка устойчивости продукционного процесса к засухе.

Установлено значение агрохимических показателей плодородия почвы на жизнедеятельность микроорганизмов в засушливых условиях.

Цель и задачи исследований — изучить влияние удобрений и плодородия серой лесной почвы на урожайность полевых культур в условиях засухи южной части Центрального Нечерноземья.

В связи с этим поставлены следующие задачи:

- изучить динамику погодных условий южной части Центрального Нечерноземья;

- исследовать характер активности почвенных микроорганизмов в качестве диагностики интенсивности процессов, участвующих в образовании урожая культурных растений;

- установить зависимость урожайности основных сельскохозяйственных культур от почвенной засухи при внесении минеральных удобрений;

- выявить роль минеральных удобрений в смягчении негативного влияния почвенной засухи на урожайность зерновых культур;

- дать энергетическую оценку применения минеральных удобрений под яровые зерновые культуры в условиях жесткой и умеренной засухи (по ГТК). ц Практическая значимость работы. Исходя из полученных результатов анализа динамики погодных условий и сопоставления их с экспериментальными и производственными урожайными данными, представляется возможным использования этих материалов в прогнозировании урожайности яровых зерновых культур, картофеля и однолетних трав. Предложенные расчеты по устойчивости формирования растениеводческой продукции могут быть учтены в моделях для разработки рациональных систем удобрений, ориентированных на повышение урожайности культурных растений в засуху, а также оптимальных экологических критериев функционирования агроэкосистем.

Некоторые положения работы можно использовать в учебных курсах в процессе преподавания почвоведения, ландшафтоведения, агрохимии

Апробация работы. Результаты исследований доложены на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Рязанской государственной сельскохозяйственной академии им. профессора П.А. Костычева в 2003-2005 г., на Международной научной конференции: «Применение средств химизации — основа повышения продуктивности сельскохозяйственных культур и сохранения плодородия почв», Москва, ВНИИА, 2004 г., на расширенном заседании кафедры агрохимии и почвоведения, Рязань, 2005 г.

Организация исследований. Работу выполняли на кафедре агрохимии и почвоведения РГСХА в период с 2002 по 2005 гг. Опыты проводили в учебном хозяйстве "Стенькино" Рязанского района Рязанской области. Систематизированы и статистически обработаны результаты многолетних исследований коллектива ученых кафедры: Е.А. Жорикова, А.И. Арнаутовой, Н.И. Красень-ковой, Т.К. Никушиной, Я.В. Костина, В.И. Гусева, С.А. Пчелинцевой, Г.Н. Фадькина, Р.Н. Ушакова и автора.

Заключение Диссертация по теме "Агрохимия", Косорукова, Татьяна Юрьевна

выводы

1. Анализ динамики погодных условий свидетельствует об усилении засушливости в весеннее время в южной части Центрального Нечерноземья. За последние 20 лет при среднем значении майских осадков 34 мм в 7 случаях из 21 их количество составило меньше 20 мм (33,0%); за длительный период 1942-1981 гг. - в 3 случаях из 40 (7,5%) при средней величине 43 мм. Исходя из уравнения тренда (У=52,0-0,ЗХ), в среднем за год майских осадков становится меньше на 0,3 мм.

2. Повышение плодородия серой лесной почвы способствует стабилизации в ней функционального состояния биологических компонентов в засуху. При содержании гумуса более 3 % в засушливых условиях увеличивается протеолитическая, целлюлозолитическая и активность азотобактера соответственно на 10%, 12%иЗ%в сравнении с низко плодородной почвой (гумуса 2,29 %). По результатам прямого микроскопирования отмечена та же закономерность: при дефиците воды в высокоплодородной почве на протяжении одного месяца рисунок бактериальных колоний визуально выглядел плотнее по сравнению с малоплодородной. О более высокой жизнедеятельности в окультуренной почве свидетельствуют также данные численности грибов, актино-мицетов, амонификаторов, бактерий, ассимилирующих азот минеральных солей, нитрификаторов и целлюлозоразлагающих бактерий, количество которых в почвенную засуху было достоверно больше малоокультуренного аналога соответственно на 1,5 млн/г почвы;31,8; 5,8; 0,5; 15,2 и 2,2 млн/г почвы

3. За счет применения удобрений (нитрофоски) непродуктивный расход воды ячменем снижается в 6 раз в сравнении с неудобренным вариантом: с 0,36 до 0,06 г-г"1 сухой массы (установлено для III этапа органогенеза).

4. В длительных полевых опытах с минеральными удобрениями установлена тесная связь (г=0,7-0,9) урожайности яровых зерновых культур, картофеля и др. от ГТК. Расчеты показали, что при совместном внесение азотных, фосфорных и калийных удобрений в дозе 60-80 кг/га д.в. (по каждому элементу) позволяет в засушливых условиях (ГТК<0,5) на серых лесных почвах получать урожайность яровой пшеницы и ячменя около 30 ц/га, картофеля - 144165 ц/га.

5. На формирование устойчивости урожая многолетних трав в засушливых условиях (ГТК«0,5) большую роль имеет применение минеральных удобрений: коэффициент устойчивости в варианте без удобрений для однолетних трав (викоовсяная смесь) составил 0,2 ед., в фоне средних и высоких доз удобрений — соответственно 0,6 и 1,1 ед.

6. В засушливых условиях производство сена на уровне 40 ц/га и более гарантировано только при внесении азотных, фосфорных и калийных удобрений в зернотравянопропашном севообороте в дозах соответственно 94, 96 и 84 кг д.в./га, навоза - 40 т/га и проведение разноглубинной системы обработки почвы. Коэффициент экологической устойчивости (Кээу 1, 2) составил 0,13 и 0,60 ед. соответственно.

7. При внесении азота под культурные растения создаются благоприятные условия для повышения устойчивости продукционного процесса у яровых зерновых культур. При сильном проявлении засухи из всех изучаемых форм азотных минеральных удобрений наилучшим образом зарекомендовала аммиачная и кальциевая селитра: Ку составил 3,0 и 2,7 ед. соответственно.

8. В годы с относительно низким уровнем химизации земледелия Рязанской области (до 80-х годах) вероятность получения урожайности зерна ниже 20 ц/га составляла 75 %, при этом вероятность того, что это связанно с засухой была 76 %; с относительно высоким уровнем химизации (80-е годы), отмеченные вероятности составили соответственно 31 и 43 %, в последние 15 лет они снизились до 20 и 18 %. Это указывает на стабилизацию производства зерна в засушливые годы за счет последействия удобрений, внесенных в период интенсивной химизации.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Косорукова, Татьяна Юрьевна, Рязань

1. Алексеев A.M. Физиологические основы влияния засухи на растения // Учен. зап. Казан, ун-та. 1937. Т. 97, № 5/6. С. 3-264.

2. Алексеев A.M., Гусев H.A. Физиологический анализ влияния недостатка воды на растения // Физиология приспособления и устойчивости растений при интродукции. Новосибирск: Наука, 1969. С. 134-168.

3. Алехина JI.K., Добровольская Т.Г. Динамика структуры бактериальных комплексов дерново-глеевой почвы в процессе ее высушивания // Почвоведение. 1999. № 9. С. 1140-1143.

4. Алпатьев A.M. Характеристика засух // Климатические ресурсы центральных областей европейской части СССР и их использование в сельскохозяйственном производстве. Л.: Гидрометеоиздат, 1956.

5. Алпатьев A.M. Характеристика и географическое распространение засух // Засухи в СССР. JL: Гидрометеоиздат, 1958, С. 31-45.

6. Ананьева Н.Д. Микробиологические аспекты самоочищения и устойчивости почв / Отв. ред. Д.Г.Звягинцев. М.: Наука, 2003. 223 с.

7. Борисенков Е.П., Пасецкий В.М. Экстремальные природные явления в русских летописях XI-XVII вв. Гидрометеоиздат, 1983.

8. Броунов П.И. Схематические карты вероятностей наступления засушливых декад в Европейской России. // Атласы по сельхозметеорологии СПб., 1913. Вып.1.

9. Будыко М.И. Пути антропогенного изменения клима-та.//Метеорология и гидрология. 1989. № 9. С. 11-12.

10. Булаткин Г.А. Энергетическая эффективность применения удобрений в агроэкоценозахъ. Пущино, ОНТИ НЦБИ, АН СССР, 1983

11. Бучинский И.Е. Засухи и суховеи. JL: Гидрометеоиздат, 1976. 214 с.

12. Василенко Е.С., Кутовая О.В. Изменение биогенности агродерново-подзолистой почвы под влиянием окультуривания // Бюл. Почв, ин-та. 2002. Вып. 56. С. 128-140.

13. Величко A.A., Карпачевский JI.О., Морозова Т.Д. Влагозапасы в почвах при глобальном потеплении климата, опыт прогнозирования на примере Восточной Европы // Почвоведение. 1995. № 8. С. 933-942.

14. Н.Воронин А.Д. Основы физики почв. М.: Изд-во МГУ, 1986. 244 с.

15. Войтович Н.В., Костин Я.В., Чумаченко И.Н., Сушеница Б.А. Формы минеральных удобрений при длительном применении. М.:ЦИНАО, 2002, 208с.

16. Высоцкий Г.Н. Степи Европейской России. // Полная энциклопедия русского сельского хозяйства. СПб., Т.7. 1905.

17. Генкель П.А. Физиология жаро- и засухоустойчивости растений. М.: Наука, 1982. 280 с.

18. Герасимова М.И., Строганова М.Н., Можарова Т.В., Прокофьева Т.В. Антропогенные почвы: генезис, география, рекультивация: Учеб. пособие. / Под ред. Г.В. Добровольского. Смоленск: Ойкумена, 2003. 268 с.

19. Глобальные и региональные изменения климата и их природные и социально-экономические последствия. М.: ГЕОС, 2000. 263 с.

20. Глобус A.M. Экспериментальная гидрофизика почв. Л.: Гидрометео-издат, 1969. 355 с.

21. Гомеостаз / Под ред. П.Д. Горизонтова. М.: Медицина, 1981. 576 с.

22. Гусев H.A., Белькович Т.М. Исследование водоудерживающей способности клеток листьев в связи с действием засухи // Физиологические механизмы адаптивных реакций растений. Казань: Изд-во Казан, ун-та, 1987. С. 3-56.

23. Гусев В.И. Эффективность минеральных удобрений на пойменных сенокосах южной части Нечерноземной зоны Российской Федерации: Авто-реф. дис. канд. с.-х. наук. М. 2000. 22 с.

24. Давид Р.Э. Сельскохозяйственная метеорология. М.:ОГИЗ: Сельхоз-гиз, 1936.

25. Добровольская Т.Г. Структура бактериальных сообществ. М.: Академкнига, 2002. 282 с.

26. Добровольский Г.В., Куст Г.С. Глобальные изменения климата и эволюция почвы // Природа. 1995. № 8. С. 63-71.

27. Докучаев В.В. Почвенные зоны. СПб., 1900.

28. Доспехов Б.А. Некоторые итоги стационарного полевого опыта Тимирязевской академии за 60 лет. // Изв. ТСХА. 1972. Вып. 6. С. 28-47.

29. Дрожжин К.Н. Изменение биологических свойств почвы под действием различных ресурсосберегающих систем обработки. . // Сборник научных трудов Рязанского НИПТИ АПК. Рязань, 2003.

30. ЗЗ.Золотокрылин А.Н. Климатическое опустынивание / Отв. ред. А.Н. Кренке. М.: Наука, 2003. 246 с.

31. Измаильский A.A. Избранные сочинения. М., 1949. 335 с.

32. Ильина JI.B. Комплексное воспроизводство плодородия серых лесных почв и его эффективность.- Рязань. Узоречье, 1997. 231 с.

33. Ильина JI.B. Комплексное окультуривание серых лесных почв южной части Нечерноземной зоны РСФСР: Автореф. дис. . д-ра. с.-х. наук. Кишинев, 1987. 49 с.

34. Калитанов А.Н. Полувековой путь борьбы с засухой // Вестн. РАСХН. 1999. № 1.С. 12-14.

35. Каминский A.A. Типы засух и равнинных суховеев в СССР // Тр. ГГО. 1943, Т. 1, № 3.

36. Каргин И.Ф., Мандров Н.П., Лябин С.Д. Влияние основной обработки и минеральных удобрений на рост корневой системы и влагообеспечен-ность ячменя // Почвоведение. 1997. № 6. С.758-762.

37. Каргин И.Ф., Моисеев A.A. Использование влаги посевами яровой пшеницы в зависимости от уровня минерального питания и метеоусловий // Там же. 2001. № 6. С. 123-177.

38. Князев Д.А., Фокин А.Д., Князев В.Д. Роль гумусовых веществ в формировании ионопроводящих структур почвы // Почвоведение. 2002. № 2. С. 150-157.

39. Козловский Ф.И. Теория и методы изучения почвенного покрова. М.: ГЕОС, 2003. 536 с.

40. Колосков П.И. Отчет Темирского опытного поля за 1907-1908 годы. СПб., 1910.

41. Костин С.И. Климатические зоны и районы центральной и восточной лесостепи и степи Русской равнины. // Тр. Воронеж, гос. ун-та. 1954. Т. 30.

42. Костин Я.В. Динамика изменения плодородия и продуктивности серых лесных почв при длительном применении разных форм минеральных удобрений: Дис. д-ра с.-х. наук. Рязань, 2001. 260 с.

43. Костин Я.В., Ушаков Р.Н., Федоров Ю.В. Продуктивность севооборота при длительном применении разных форм калийных удобрений // Меж-дунар. с.-х. журн. 2002. № 5. С. 57-58.

44. Кузнецова И.В., Виноградова Г.Б. Влажность завядания растений в уплотненных горизонтах почв // Почвоведение. 1983. № 5. С. 58-64.

45. Кузнецова И.В. Изменение дифференциальной пористости и водно-физических свойств почвы при уплотнении, почв. // Сборник научных трудов

46. Плодородие почв и его изменение при уплотнении и разуплотнении. М., 1984. С. 18-24.

47. Кузнецова И.В., Виноградова Г.Б. Влияние плотности иллювиального горизонта дерново-подзолистых почв на доступность воды растениям (по результатам модельного опыта) // Почвоведение. 1984. № 2. С. 55-60.

48. Кук Дж. Системы удобрения для получения максимальных урожаев . М.: Колос, 1975.415 с.

49. Кулик М.С. Погода и минеральные удобрения. Л.: Гидрометеоиздат, 1966. 138 с.

50. Кулик М.С. Проблемы земледелия в острозасушливых условиях // Вестн. РАСХН. 2001. № 2. С. 87-88.

51. Лебедев С.И. Физиология растений. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Колос, 1982. 463 с.

52. Лыков A.M. Гумус и плодородие почвы. М.: Моск. рабочий, 1985.192 с.

53. Максимов H.A. Подавление ростовых процессов как основная причина снижения урожаев при засухе // Успехи соврем, биологии. 1939. Т. 11, № 1.С. 124-136.

54. Максимов H.A. Развитие учения о водном режиме и засухоустойчивости растений от Тимирязева до наших дней. М.: Изд-во АН СССР, 1944. 48 с.

55. Мишустин E.H., Емцев В.Т. Микробиология. М.: Колос, 1978.

56. Минеев В.Г. Избранное: Сборник научных статей в 2-х частях. Агрохимия и качество пшеницы. Экологические проблемы и функции агрохимии. М.: Изд-во МГУ, 2005. 601 с.

57. Миндрин A.C. Энергоэкономическая оценка сельскохозяйственной продукции. М, ВНИТУСХ, 1997, с. 187

58. Мыльников А.И. Нитрификационная способность серых лесных почв Кемеровской области // Агрохимия. 1971. № 12. С. 15-18.

59. Наумов С.А., Перегудов В.И. Влияние предпосевного фрезерования на структуру и плотность серых лесных почв. В кн.: Теоретические вопросы обработки почв. Гидрометеоиздат,1968. с. 268-271.

60. Нестеров В.Г., Максимов С.А. Засуха и борьба с ней. М., 1958.

61. Никитишен В.И., Дмитракова Л.К., Личко В.И. Фосфатный режим серой лесной почвы и эффективность фосфорного удобрения // Почвоведение. 2000. № 10. С. 1255-1265.бб.Одум Ю. Экология. М.: Мир, 1986. Т. 2. 328 с

62. Пегов С.А., Хомяков Д.М., Хомяков П.М. Влияние глобальных изменений на социально-экономическое положение России. // Глобальные и региональные изменения климата и их природные и социально-экономические последствия. М.: ГЕОС, 2000. С.60-70.

63. Перегудов В.И., Ступин A.C. Перспективы биологизации современных технологий возделывания озимой и яровой пшеницы. Рязань, 2001. 120 с.

64. Познышев О.С. Метеорологическое определение засухи. Соц. зерн. хоз-во. 1934, № 6.

65. Почвоведение / И.С. Кауричев, Н.П. Панов, H.H. Розов и др.; Под ред. И.С. Кауричева. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1989. 719 с.

66. Практикум по агрохимии: Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп./Под ред. В.Г. Минеева. М.: Изд-во МГУ, 2001. 689 с.

67. Руденко А.И. Типы засух вегетационного периода и их характеристика. // Засухи в СССР, и их происхождение, повторяемость и влияние на урожай. Л. Гидрометеоиздат, 1958.

68. Руководство к практическим занятиям по микробиологии: Практ. пособие. Под ред. Н.С. Егорова. 2-е изд. М.: Изд-во МГУ, 1983. 215 с.

69. Сафаров С.Г. Влияние засухи на вегетационный период сельхозкультур // Аграр. наука. 2003. № 5. С. 5-6.

70. Селянинов Г.Т., Леонтеевский Н.П. Климатические условия с.-х. культуры на Каменно-Степной станции. Л., 1930.

71. Скворцов A.A. К вопросу о теплообмене и влагообмене в приземном слое атмосферы. // Тр. САГУ. 1950. Вып. 22, кн.6.

72. Стаханов П.П. Продвижение степи на лес в Сапожковском крае и гибель культурных насаждений. Сапожок, 1925.

73. Стриганова Б.Р. Локомоторная и трофическая активность беспозвоночных как фактор формирования почвенной структуры // Почвоведение. 2000. № 10. С. 1247-1254.

74. Сушеница Б.А. , Дышко В.Н. Воздействие фосфоритов на экологическое состояние почв. Плодородие, № 1, 2004, С. 27-28.

75. Тагеева C.B. Влияние условий водоснабжения на фотосинтез и формирование урожая в засушливых условиях // Докл. Всесоюз. совещ. по физиологии растений. М.: Изд-во АН СССР, 1946. Вып. 1. С. 161-175.

76. Тимирязев К.А. Избранные сочинения. Т.2. М., Сельхозгиз, 1948,423 с.

77. Ткачук Е.С. Физиология водопотребления при оптимизации минерального питания растений. Киев, Наук, думка, 1986, 168 с.

78. Ушаков Р.Н. Эффективность соломы, сидерата и совместного применения в пропашном звене севооборота на серых лесных тяжелосуглинистых почвах: Автореф. дис. .канд. с.-х. наук. Рязань, 1997. 26 с.

79. Ушаков Р.Н. Агрохимическое значение плодородия в борьбе с засухой // Междунар. с.-х. журн. 2000, № 3, С. 56-57.

80. Ушаков Р.Н. Возделывание яровой пшеницы в неблагоприятных условиях//Зерновое хозяйство. 2001, № 1 (4). С. 27-28.

81. Ушаков Р.Н. Потери от засухи можно уменьшить // Земледелие, 2003а, № 2. С. 7.

82. Ушаков Р.Н. Устойчивость продукционного процесса в земледелии // Земледелие. 20036. № 4. С. 8-9.

83. Ушаков Р.Н, Косорукова Т.Ю. Повышение устойчивости зерновых культур к почвенной засухе при использовании калийных удобрений // Известия ТСХА. 2004а. Вып. 3. С. 63-66.

84. Ушаков Р.Н., Косорукова Т.Ю. Оценка устойчивости яровых зерновых культур к засухе при применении минеральных удобрений. // Материалы IV съезда Докучаев, о-ва почвоведов. Новосибирск, 20046. Кн. 2., С. 62.

85. Ушаков Р.Н. Проблема засухи в южной части Нечерноземной зоны России. М.: Наука, 2005. 249 с.

86. Федосеев А.П. Рекомендации по учету осенне-зимних осадков при установлении оптимальных доз азотных удобрений под зерновые колосовые культуры. М.: Гидрометеоиздат, 1974. 24 с.

87. Хайбуллин М.М. О факторах устойчивости картофеля к засухе // Плодородие. 2004. № 3. С. 36.93 .Холодный Н.Г. Методы непосредственного наблюдения почвенной микрофлоры// Микробиология. 1935. Т.4, № 12. с. 153-156.

88. Черников В.А., Милащенко Н.З., Соколов O.A. Экологическая безопасность и устойчивое развитие. Кн. 3. Устойчивость почв к антропогенному воздействию. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2001. 203 с.

89. Шевелуха B.C., Дроздова Л.И. Влияние засухи и избыточного увлажнения почвы на продуктивность овса // Устойчивость зерновых культур к факторам среды. Минск: Ураджай, 1978. С. 40-53.

90. Шишкин A.A. К вопросу об уменьшении вредного действия засух на растительность. СПб., 1876.

91. Яхонтов. Засуха//Наше хоз-во 1925.1 1-2. С. 16-26.

92. Angus J. F., Nix H.A., Rüssel J.S., Kruizinga J.E. Water use, growth and yield of wheat in a subtropical environment // AusT. J. Agr. Res. 1980. Vol. 31, N 5. P. 873-886.

93. Arnon I. Optimizing yields and water use in Mediterranean agriculture. // Soils Mediterr, type clim. and Their yield potential: Proc. 14-th CoIIoq. Int. Potash. Ins. Sevilla,. Bern: Wordblauben, 1979.

94. Bekkett P.H.T., White R.E. Plant and Soil. 1964. V.21. № 3. p.253.

95. Bernard C. Lesons sur les phenomenes de la vie communs aux animaux et aux vegetaux. Paris, 1878.

96. Franch R.J., Schultz J.E. Water-use efficiency of wheat in a Mediterranean type environment. I. The relation between yield, water use and climate // AusT. J. Agr/ Res. 1984. Vol. 35, N 6. P. 743-764.

97. Palmer C. Meteorological Drought//Research Paper. Washington, 1965

98. Physical geography of the global environement / H.J. de Blij, P. O. Muller. 1993.576 P.

99. Springett J.A. Effect of introducing Allolobophora longa use on root distribution and some soil properties in New Zealand pastures // Ecological interactions in soil. Oxford; 1985. P. 399-406.

100. Thornthwaite C.W. An approach toward a rational classification of climate // Geog. Rev. 1948. Vol. 38. P. 55-94.

101. UNEP. World atlas of desertification. London: Arnold, 1992. P 69.