Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ЭФФЕКТИВНОЕ ПЛОДОРОДИЕ ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ, УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО КОРМОВЫХ ТРАВ В УСЛОВИЯХ КОЛЬСКОГО СЕВЕРА

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ЭФФЕКТИВНОЕ ПЛОДОРОДИЕ ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ, УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО КОРМОВЫХ ТРАВ В УСЛОВИЯХ КОЛЬСКОГО СЕВЕРА"

Санкт-Петербургский государственный аграрный уютарситет

На правах ружопкся

\ ■

КИСЛЫХ Евгений Евгеньевич

УДК 631.8:636.085(470.21)

ЭФФЕКТИВНОЕ ПЛОДОРОДИЕ ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ, УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО КОРМОВЫХ ТРАВ В УСЛОВИЯХ КОЛЬСКОГР СЕВЕРА

0Q.01.04 - агрохямка

Автореферат

диссертации на соискание ученой степ* доктора сельскохозяйственных на уж

С, -Петербург-Пушкин 1992

¡1 ( * О ¡у""

Работа выполнена в Полярно-альпийском ботаническом саду-институте Кольского научного центра Российской академии наук

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Д.Н.Дурманов, доктор сельскоховяйственных наук, профессор В.А.Семенов, доктор биологических наук, профессор О.А.Соколов

Ведущее учреждение - Северо-Западное НПО по селекции и растениеводству "Белогорка"

Завита состоится " _1992 г. в 14 час.

30 мин. на заседании специализированного совета Д120.37.01 по защите диссертаций в Санкт-Петербургском государственном аграрной университете по адресу:

189620, С »Петербург-Пушкин, Ленинградское шоссе 2, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного аграрного университета

Автореферат разослан " С1/7р {?ЛЯ 1992 г.

Ученый секретарь

специализированного совета, л__--

к.с.-х.н.,доцент Синицин Г.И. \ ■ - ■

ОБШ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Акттаяьность исследований. Плодородие почв и управление им имеет первостепенное значение в решении большинства проблем почвоведения, агрохимии и целого ряда других наук. Важность этого атрибута почвы особенно велика "в тех регионах России, где земледелие ведется в экстремальных условиях, главным образом, для . обеспечения; сельскохозяйственных животных нетранспортабельными кормами. В связи с нал еженным актуально, изучение свойств д режимов почв с определением продуктивности и качества кормовых растение в зависимости от вида и доз удобрений, применения мелиорации, а также в условиях аэротехногекнаго загрязнения. Исследовании по развитию кормовой базы на Кольской Севере имеет в итоге большое значение доя обеспечения местного населения продовольствием. Осуществление практических мероприятий, сопровождашое изменением свойств почв и качества растениеводческой продукции, ставит и вопросы поиска новых путей в разработке теоретических основ агрохимии.

т1*пТ7г Д ТШШ ПЮТУТРИЙ д®* изучения особеявоотва плодородия окультуренных алзфегувдгсовнх подзолов, воашщаостей его воспроизводства и повышения с целью получения высоких ж. полноценных урожаев кормовых трав, предполагалось решение слеяупцих основных задач:

1. Оценить современное состояние проблемы эффективного плодородия почв, разработать и проверить интегральную модель плодородия (Ш) почв.

2. Определить эффективность различных видов удобрений и орошения, уточнить их нормы и влияние на режимы почв, урожай и качество кормовых трав. *

3* Исследовать сопряженность между величиной внесенных удобрений и биохимическими показателями растений, выявить роль азота в формировании полноценного урожая.

4. Определять характер н направленность изменений ряда агрохимических свойств почв и качества растений под влиянием аэро-технегеннаго загрязнения.

Б связи с тем, что в агрохимии в последние годы началась принципиальная переоценка теоретических концепций и, понятий в число задач данного исследования вссш^тт&^раэдедогаа методологических аспектов учения об аффективное'олодородик почв"; |

■ | -МГЛ |

Научная новизна. Показано, что эффективное плодородие подзолов обусловлено преимущественно состоянием их азотного фонда, который характеризуется невысокой мобильностью органических соединений. Уровень минерального питания растений определяется содержанием подвижных соединений азота в почве и гидротермическими условиями вегетационного периода.

Впервые в условиях Дольского Севера на основе многолетних полевых опытов показано влияние различных азотсодержащих удобре- -ний, а таюте дакдеваиия на режимы почвы, урожай и качество однолетних и многолетних трав.

Обоснована необходимость применения орошения в засушливые годы для получения внсокш; урскаеь кормовых трав.

Впервые дана характеристика биохишческого состава основных кормовых трав и приведена юс нормативная оценка дня мелочного гшвотноводства«

Вшаяены зависимости количества азотсодержащих и ряда других веществ в зеленой шссе трав от величины азота, внесенного с удобрениями.

Дана оценка воздействия промышленных выйросо» предприятий цветной металлургии на агрохимические свойстве почв, качество растений и показаны ограничения к ведение земяедвлпю в загрязненной зоне.

Дредлшена общая классификация систем показателей эффективного плодородия почв.

Впервые обоснованы понятия "общая теория эффективного плодородия почв", "теоретическая агрохшви", "идеальная почва", "агро-форион". Дано оригинальное толкование определений естественного ' и эффективного плодородия почв. Теоретически обосновано и систематизировано црогностическое направление в агрохимии.

Сформулированы принципа ме тодсигсгиче окий концепции повьапениа плодородия почв в качества рас тениев одческой продукции.

Практическая значимость »г т^яд»«^ р^ГЧА. р««™»*™^" система количественных показателей высокоплодородной подзолистой почвы, которая является основой для оптимизации питания растений. Определены возможности влияния минеральных и органических удобрений на плодородие почвы и качество вмращгоаемых на вше растений. Предложен прием расчета доз азотных удобрений дая получения нормативной 1фодутада золеной массы овса по протеину, аминокислотам,

безазотистым экстрактивным вещеетвам,жиру»углеводам и клетчатке. Разработана теоретико-познавательная технология изучения щелоч-ногидролиэуемых соединений азота для диагностических целей. Дан нормативный среднесрочный (до 1995 г.) экспертный прогноз изменения состояния плодородия почв л урожайности трав иод влиянием хозяйственной деятельности человека к Мурманской о&гасти.

Результаты проведенной работы отражены в практических рез*о-иендациях "Применение азотных удобрений в Мурманской области" (198С), "Применение древесных отходов в качестве органических удобрений в Мурманской области" (¿988). В практической работе Мурманской ойдастной проектно-изыскательской станции химизации сельского хозяйства используется интегральная модель плодородия подзолистой почвы и приеш оптимизации качества кормовых трав.

Теоретические положения и методические разработки, подученные автором, используются в лекционных курсах на биолого-почвен-нсм факультете Воронежского университета.

Защищаемые псядженвя

I. Особенности формирования эффективного плодородия подзолов в условиях Кольского Севера. 2. Систеш колжчественнък показателей высокошгодородной почвы и ыетоды ее материальной реализации. 3. Влияние минеральных и органических удобрений на питательные режимы почва и изменения качества однолетних и ыногшетнях трав.

Эффективный способ повышения продуктивности кормовых трав путем дождевания и применения удобрений. 5. Особенности земледелия в зоне воздействия предприятия цветной металлургии. 6. Методологические основы учения об эффективном плодородии почв.

Апробация работу. Материалы диссертации долшены и обсуждены на 4-й конференции по проблемам аллелшатда (Киев, 1976), Втором симпозиуме по биодинамике почв {Таллинн, 1979), Восьмом (Апатиты, 1979) в Десятом {Магадан, 1983) симпозиумах "Биологические проблемы Севера", Всесоюзных совещаниях "Роль а перспективы почве кно-агрохимиче с гак исследований в ботанических садах" (Апатиты, 1983; Ялта, 1985), 15-м рабочем совещании специалистов ботанических садов ШР (Тарандт, 1985), ЗШ съезде Всесоюзного микробиологического общества (Алма-Ата, 1985), 13-м Международном конгрессе по почвоведению (Гамбург, 1936), 7-й конференции молодых ученнх--бяологов (Рига, 1987), Всесоюзном совещании "Модели состояния и

-удавление плодородием почв" (Москва, 1968), Всесоюзных кооферевт цкях "Почвенио-агроопмгте ские к »кохогаескве пробжеж формирования высокопродуктивных агроценоэав" (Путано, 1988) х "Экологические пройлеш накопления нитратов в охружахщвй среде" (Путано, 1989), Всесоюзной конференции "Проблеш комплексного использования природных ресурсов Кольского полуострова" (Апатиты, 1989), Первой Всесоюзной конференции "Растения и премии® иная среда" (Днепропетровск, 1990), 14-м Международном ксвгрессе по почвоведению (Киото, 1990). научной кавференцин сотрудников факультета биологии игеологиж университета Тромсё (1991).

Публикации. По теме джссертввт опубликовано 56 работ, в том числе пять монографий.

Структура и объем яиссептррру. Диссертация состоит из введения, б глав с выведаю, заключения ■ предлаяений производству. Работа наложена на 295 страницах мвяшюписного текста, содержит 97 тавищ, иждюстркроввва 46 рисунками. В прюкжешш 26 тайющ я 9 рисунков. Список литературы ссщерхит 434 наименования, в тш числе 97 иностранных авторов. К диссертации цршпжеяи ецравкх о

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава I. ЭИШИШОЕ ШСЩОРОДИЕ-ПСЧВ И ЕГО ВЗАИМОСВЯЗЬ С КАЧВ-СТВОИ РАСПИИЕВОДЧВСКОЙ ЕРОДУКДШ НА ВВРСВЕЙСКШ ' СКВЕРЕ РОССИИ

Дав критический обзор основных исследований по развитию по-вятия "плодородие почвн". Сделан вив од о том, что болыпнетво . определений выделяю? пр^ккутпествешю * технологическую сторону | »того атрибута почвы без углубленной оценки ее сущности как ее—

* тественноисторического природного тела. Теория шодородия нахо-

дится только в стадии становлеаяя в кардивапно новые результаты предстоит подучить на основе глубокого осшсяевнв сучествун-цих знаний и исдоньэованжя новейших достижений других естественных ваге.

Во второй части главы обсуждены результат агроасвигшскхг ^ исследований пахотных почв и качества кормових растений к Архан-

гельской области, Коми ж Карельской республиках как наиболее близких условиям кормодр оиэводства Мурманское области..

- Глава *2. ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И УСЛОШЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИИ

Стационарные исследования цроводвди в 1971-1991 гг. на альфе гумусовых подзолах (шшгЕиально-гумусово-желеэистш:, иллювяаль-но-гумусовых) разной степени окультуренности в северной, центральной и юкной частях Мурманской области. Отдельные вопросы по влиянию удобрений на свойства почв и качество растений выясняли в шщропслевых опытах. Выполнено несколько лабораторных опытов. Объектами исследования были наиболее распр ос траленные в области кормовые травы - овес, горок, тимофеевка луговая и кострец безостый. Для изучения качества растений пробы отбирали сразу после скашивания. Оценку качества растительной продукции проводили по таблице "Оптимальное содержание питательных веществ в травяной корме для молочных коров", (составлена на основе дядину Попова, 1965; Катшшыова, 1Э65; Авдонина, 1979; Нормы и рационы кормления .... 1985). .

Орошение дождеванием проводили на экспериментальном участке КНЦ АН РАН при помощи сконструированной нами установки, осуществлявшей равномерны! полив почвы.

Агрохимические свойства и питательные режимы подзолистых почв изучали в смешанных образцах согласно общепринятый методикам (Петербургский, 1968; Аринушкина, 1970). Влажность почвы в опыте с орошением определяли в слое 0-40 см термостатно-весовым штодш.

Статическая обработка данных выполнена на ЭШ Мннск-22м, ЕС-1045, мваА-сишз—1300, персональном компьютере' ГВМ-РС с использованием с ооиве тс твупцкх црдхраж.

Глава 3. ЭИЕКТИШОЕ ПЛОДОРОДИЕ РКУНЬТУТОИЯ ИШШАЛЪНО-

-ГУМГСОШХ ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ И ПЛИ ЕГО ХЕШИРОВАНИЯ

Генезис альфегумуооанх Кольского Севера в настоящее время изучен достаточно хорошо (Пономарева, 1&10, 1964; Белов, Барановская, 1969; Таргульян, 1371; Никонов, 1987; Переверзев, 1987; Никонов, Переверзев, 1989). По своим физико-хнмическлм свойствам они непригодны для земледелия. В результате окультуривания, в первую очередь известкования и внесения органических и минеральных удобрений, происходит существенное улучшение всдао-фвзичес-кнх и биологических свойств. На подзолы приходится шало 40£ от общей площади пахотных угодий Мурьенской области, составляющей 17 тыс.га. Четыре тура агрохимического обследования, проведенные

с 1964 по|988 гг., показали быстрый рост доли . солей сослабо-кислой в нейтральной реакцией почв, высотам и очень высоким содержащем щщвяжвнх соединений фосфора и хавая - до 70-90£. Б пахотной слое величина валового фосфора в 2-4 раза превышает такой же показатель 7 целинных, что происходит за счет химического связывания этого элемента оксидами и и г*{Елсакаа, 1978). На содеркавие валового К, из-за его миграционной способности и большого потрейлввия растениями, окультуривание почтя не влияет (Пере верзев и др., 1907).

Еще в первых палевых опытах в Заполярье бела отмечена важная роль азота в получении хозяйственно ценного урдаая сельскохозяйственных растений. Это наило свое подтверждение г в наших исследованиях {Пореверзев, Кислых, 1978).

При щенке азотного фонда почта широко испсдьэдгется определение его фракционного состава. Проведено изучение соединений азота в различных визах подзолистых почв по методу Шюонде-Каролевой (1964) я предяшенной в»Н.Переверзевым модифпквдкн метода Тцря-на-Кононовой (1935), закзкпащейся в определении наряду с легко-гидролиауеыой а отдельно труднагидролиэуеыой Зракцяя при гидролизе 6 в HjSO^ без нагревания. Наибсшыиее абсолютное содержание гидродизуемых фракций отмечается в верхней части, пахотного . слоя, что соответствует распределению по горизонтам общего азота. По отношению к этому показателю с глубиной проявляется тенденция возрастайте степени подвижности соединений этого элемента. Суша гндролизуешх фракций по методу Шковде-Каролевой колеблется от -28,2 до 42,в верхней части пахотного слоя до 62.8-85,0? в ил-' лкоха&нш гсривдате, что объясняется постепенным ростом доля фухьвостслот в составе органического йеиества. При холодном гвд-ронизе вяход легко- я трудаогидролизушого азота значительно мвнъие, но по гофиэовмм сохраняются те хе закономерности. По мере возрастания гидроморфностд почв отмечено увеличение гидравизуемое тм азота. Показано, что гвдродизуемоеть является белее консервативным признаком, чин'его общее содержание..

По запасам общего азота изученные виды почв располагаются в следуwatt ряд: илдпвиалъно-ьвлогуцусныя подзол - 3,3, торфянисто-подзолистая шишваальнс-гумусоэая почва - 6,5, шипсвиаяь-но-многогуцусвый подзол - 7,3 т/га. В окулытренных почвах азотный фонд на 95$ и более состоит из органических веществ. В связи с этим одной из задач исследования был поиск наиболее инфордатив-

а

НОГО показателя, ДашеГО ХыраК.г«,уИСТ1ШУ подвижной части азотного фонда. Различие в подвижности азота в разшк генетических горизонтах, обусловленные неодинаковей природой содержащегося в них оргашпеского вещества, могут быть выявлены с помощью дифференцированного гидролиза растворами кислоты или щелочи возрастаниями концентрациями, позволяющего получать т.н. "здивые гидролизуемости", Установлено, что наибольшее даатаостическое значение имеют щелочногвдролнэуемые зфивые, разнокачественный характер которых позволяет классифицировать подвижную часть азотного фонда по этому признаку с учетом состава органического вещества. На оснований: большого числа данных проведено разделение кривых на три условные группы (рис. X).

Ж

95 1 г ч 6. нон

&

I — граним груш кривых;

г -

вржвяе гядрояпдаюета

Рис. I. чно/^^ртг^гт^ия ¡фявых гидролнзуемостж почвенного азота ЩШЮЧЫО

Группа д вклшает в себя кривда с оптимальным соотношением азота, igte органическое ведаотво носат преимущественно фульват-но-гуматный Ж гуматный характер (С^.'С^ = 0,8-1,2). Крутые кривые цринадлежат к группе В ж бывают у почв бскгатых глабохтмифици-роеанныи органическим веществом, которое имеет гуматный состав сгк:1;фк ~ i»1^1»2)- Пологие кривые, отнесенные к группе С, имеют слабоокультуреннце почш с органическим веществом фульватного состава = 0,9-1,0). Содержание щелочногидролизуемого яв-

ляется характерным показателем состояния подвижной части азотного фонда подзолистых почв Кольского Севера. Предложенный метод позволяет не только оценить азотный фонд подзолов, но и проводить известные мероприятия по его оптимизации для почв, отнесенных к. труппам 3 п С. Однако разработка таких приемов требует познания не только качественного состава и запасов азота, но и особенностей превращения его минеральных соединений.

Изучение динамики аммонийного и нитратного азота в лабораторном и полевом опытах показало, что освоенные почвы имеют тем боль-* Шую нитририкационвую способность, чем вше их онультуренность. Наибольшее аоиние на увеличение содержания мхяеральяых соединений оказывало совместное внесение навоза в дозе 90 т/га к 120 кг/га по фону Р80К80. Несмотря на то, что уровень азотного ■ питания складывался неодинаково из-за метеусловий сезона, средние данные за бглетний период показывают ведущую роль азотных удобрений в повипшшн урожая однолетних трав в 2-2,5 раза, а вместе с навозом дополнительно на 25-50$. -Решающее значение азотсодержащих удобрений подтверждается результатами корреляционного анализа. В ' разные сезоны связь между_ содержанием адоонийного и нитратного азота в почве с урсваем растений проявлялась неодинаково - от пол-наго отсутствия до весьма высоких значений (x*0,75-o,9t>< Самой стабильной по годам опыта была корреляция между содержанием щелоч-ногкцрсимзуемого азота по Корнфклду и сбором трав (т - 0,7-0,9).

Ежегодное гфимввение ^обрений на подзолисто: почвах Кольского Севера обусловлено как сложными климатическими условиями, так и низким естественным плодородие почв. Валанс основных питательных элементов растений является необходимым условием для совершенствования системы применения удобрений. Расчет сделан за три периода - 1976-1960 гг., I98I-I98S гг., I986-I9S8 гг. В.эти годы в почву вносили, в среднем, 336 кг/га д.в. ют и 37 т/га навоза, Кояи-

чество применяемых питательных элементов за все время было значительно больше величины бисмассн кормовых трав и картофеля. Вн-еос а'зота с биологическим урожаем оказался ниже привноее в 3,7 раза, фосфора в 4,6 раза и калия в 2,4 раза. Стань выраженное поступление;трех основных элементов ведет к нежелательным экологическим последствиям для почвы и сельскохозяйственных растений. Исходя из этого допустимо снизить применяемые дозы К?к дс необходимых 200-280 кг/га, но учитывая слоеные природные условия Заполярья, короткий вегетационный зерпод и неосльщув площадь пахотных земель, следует сохранить превышение поступления этш: элементов над их выносом на уровне 40-60%. Предлагаемый прием эксте-исифдкации земледелия основан на рациональном использовании удобрений и рассчитан на повышение урожайности растений при четком соблюдении всех агротехнических правил.

В познании процессов антропогенного почвообразования к поиска путей управления почвенным плодородием плодородием одним из перспективши подходов является разработка МП почв (Розов, 1954, 19В2; Бснзщренко, Швытов, 137Э; Лыке® я др., 1983; Шитов, Дурманов, 19В5;Бондаренко, Железный, 1986; Кулаковокая, 1990 к др.) Зависимость урожая растений от бешшого числа факторов привела к необходимости установления такж показателей свойств ьодзелав, которые могли составить интегральную модель плодородия (Ш) почвы. По классификации Ш почв (Фрид, 1985) цредаеженная ваш модель относится к статистическим информационным и может такие считаться региональной. Она выполнена на основе обобщении исследований, проведенных в Мурманской области, с учетом опыта подобных работ а Нечерноземной зове. России и в Белоруссии. В нее включены технологические С контурноеть, завадуненвость), морфологические (мощность я характеристика верхних слоев профиля), а1рофиэические (плотность сложения, общая пористость, наименьшая вдагоемкость) и агрохимические свойства почв - всего 19 параметров. В табл.! представлены только основные агрохимические .свойства,, их оптимальные параметры я приемы, обеспечивающие их создание. В Ш учтено также содержание тяжелых металлов в почвах и активность фермента сахаразн. Управление плодородием подзолистых сочв сводится в итоге к достижении и стабилизации на заданном уровне всех представленных показателей.

Таблица I

Ивтегрвльвая модель высотсошЕОДородннх альфегумусовых подзолистых почв при вырациваяян кормошх трав

Показатели, характе-|0ятмд7гмтив ризутие состицдив , параметров

плодооддИ t

Агразсимгтаскив свойстве почв:

содержание гуцуса >5$, запас > 120 т/га отношение С^С*. * > 1,0

¡Цриеав, обеспечиваю-;щяе создание оптныаль— и

!ад свойств почв

""гкфк

Внесение органических удобрений 50-60 т/га, минеральных {азотных,

кг/га д. а. ,ообавве культуры

содержание азота . > 200 иг/кг почвы Спо КорвфЕяду), запас 5 т/га

. содержание подвив-* > 40 мг/Х0О г поч- Применив оргашгче-ного фосфора вы (по Кирсанову) скях, минер

> 3,5 мг/ХООг Я

содержание наго калия.

реакция почвенно-раствора

состояние почвенного поглощаюпего комплекса

> 20 мг/100 г почат (по Кирсанову)

роЯ№геес

5,5;. гадк .. . еокая кислотность < 6 МГ.ЯШ/ /100 г почвы

Суша поглсценных оснований

> 20 мг.экв/100 г. почвы; степень насыщенности основаниями 80-90?

Применение органические, минеральных (калЯных) удобрений 30-70 кг/га д.в.

Известкование в расчете на нейтрализацию 0,9-1,0 гидролитической кислотности (один раз в 4-5 лет)

Известкование в расчете ва нейтрализацию 0,9-1,0 гидролитической кислотности (один раз в 4-5 лет)

' По данным В.£.Переверэеэа (1985)

Глава 4. ВЯИЯЯЖ ЛКШМ Й ОРШШШ НА ПОЧЕТ. 7РСЕАЙ И КАЧЕСТВО £ВЕШСЯ ШСШ ЮТМОИД ТРАВ

Пряродно-^ииовтяче скяе условия оказывают большое влияние на химический состав растительных корнов. Срамюте 7 видов привозной продукции с 14 видами местных по содержание протеина, золы, клетчатки, БЭВ я коршаых единиц показало преимущество ввозимых в область кормов по большинству показателей. Это объясняется не только получением более похищенных растений б шяас регионах, яв и неудовлетворительным применением удобрений в Иуртнской области, в т.ч. из-за отсутствия д*н«ы> по а °на качество растений.

Показатели плодородия почв следует рассматривать с учетом природных условий, особенно злима вгческамж факторами, пмевдхми универсальную связь с урсаяйностьв сельскохозяйственных культур. По предлеженнш НЛиСаЕрманавни (1980, 1962) формулам рассчитаны для условий Кмъского Севера коэффициент контиаеитадьаостя (126), балл сельсггохоаяйствеквой продуктивности климата (42) ж б свите та зональных почв (27). Полученные дани« мшивло ниже таких же показателей дм соседних северншс территорий. что ядаавнвает оконное тъ кормопроизводства в 1&рианской области. Однако при благоприятных гддротермнчесып. условиях и внесении удобрений урока&г ная цена балла, показывающая отношение обора зеленой шосн растений к баллу бовкета зональной почвы, возрастала от 78 кг/бои не вновь освоенной почве без удобрений до 1578 кг/баяв и шве при внесении органических и минеральных удобрений. Это объясняете« не только улучшением питания растений, но и почтя Вфуглосуточни« процесса! фотосинтеза в период их интенсивного роста, что.способствует бш:траиу накоплению бисыассн. Экстенсивное демяеделие в Заполярье невозможно. Основой должно быть оптимальное интенсивное земледелие, при которое получение растениеводческой продукции и повышение шгадорофкя почв происходит на основе необходимых средств химизации и районированию: систем мелиоративных и агротехнических мероприятий.

В предыдущей маве баня показаны цуги формирования высокоплодородной почвы. Цель» данного исследования бит конкретные прнеш достижения заданного уровня аграхишческих свойств, включающие ис-пнтание в серии оштщ яоарасгвщнх дав (80-500 кг/га) аеотевщр-

лапдах удобрений (ffm> Н^ НМЖ), различных способов юс внесения (вразброс х локально) с определением величины и качества урожаев*

Сравнение эффективности аммиачной селитры я мочевины, в т.ч. ингибиторе* нитрификация АТГ, выявило отсутствие значительных различи* в их действии на урожай трав. Установлено, что нит-рифкцяд оказывает подавлявшее влияние на численность нитркфвди-руицкх бактерий на срок до 1-2,5 месяцев, сникая содержание нитратов в почве почтя в три раза и несколько меньше в растениях. Для получения Уросая зеленой массы овса в среднем не менее 250 ц/га, более близкой или соответствующей нормативным качественным данным, следует вносить не менее 160 кг/га азота по фону Р80К80. Опробованы тага» очень высокие дозы К200-500 по фону FIGO-ISO KI00-I50 с навозом IOC т/га. Показана нецелесообразность их применения ввиду непропорциональиой прибавки сбора трав л снижения их качества.

Выявлена высокая эффективность нитроаммофоски марки 1:1:1, в т.ч. о В <С,18£) к Ко (0,064?), а также с 50 т/га навоза цри внесении под овес к кострец в дозах 100-160 кг/га. При росте уршая в 2,3-4,5 раза отмечено пошпение количеств общего и белкового азота, аншокисдот и некоторых микроэлементов а растениях. Приме* явят одного навоза оказалось менее действенным как по влиянии на обор трав, так и по' улучюенню их качества.

Црождвсдотвевныв опыты в двух хозяйствах области, проведенные по схемам цриннтнм в агрохимической службе, подтвердили в'целом результаты, полученные в мелкоделяночяи опытах. Установлено также положительное воздействие дробного внесения дозы ям 140 на урожай ■ содержание протеина в овсе к* горохо-овсяной мешанке. Норме у Них соответствовало только количество трех показателей - жира, калия ж лкажна, остальные либо превшвали ее (клетчатка, углеводы, жх, Оо), либо были меньше (метиошш, Hg, zq). -

Несмотря на то, что Мурманская область находится в зоне доста точного увлажнения, здесь отмечается резкая неравномерность в выпадении осадков на протяжении летаего периода, приводящая к существенному снижению урожая сельскохозяйственных растений. Проведенный анализ связи этого показателя в хозяйствах области с температурой и осадками в летние месяцы за срок с 1971 по 1Э85 гт. показал преимущественное наличие отрицательной связи урожая с температурой к положительной с осадками (табл. 2), что согласуется с урав

Таблица 2

' Связь уршая однолетних трав (у) с температурой воздуха (Х^) и ксяичеством осадков Оу в некоторых хозяйствах Мурманской области

оклиматический ТКЙ^ _I

Хозяйство

!

Уравнение множественной регрессии

Умеренно хслодный

Совхоз "Кольский"

Совхоз "Арктика"

у = 350,7 г 7,89х2

Л - 0,04, « - 40,2

у я 69,5 +■ 9,07х1 - 0,(®х2

II - 0,69, V- 36,3

Теплый

Примечание,

Подсобное хозяйство "Индустрия"

Совхоз "Полярные Зори"

Совхоз "Умйский"

Совхоз "Кандалакшский"

у = 218,5 - 5,ЯЙК1 +0,5х2 р - 0,69, * • 23,7

у = 276,9 - 11,67X2 + 0,08х3

й - 0,81, t - 36,3 у = 266,3 - 11,13x2 + 0,021*2

- 0,71, * - 36,7 у = 122,1 - 2,06*2 + 0,3х2 Й . 0,79, * - 25,0

- 3,06

. неннем В.НЛереверзева (1965), подученному в мелкоделяночном опыте. Выявленная зависимость является наиболее показательной для подзолистых песчаных почв и отклонения от нее связаны с расположением полей вблизи Баренцева моря { с-э "Арктика") кии присутствием почв суглинистого иехсостава (с-з "Кольский"). Однако существование подсшггельной связи урожая с осадкамж не может служить единственным основанием для проведения орсюения. с цель» определения повторяемости мвтеусловкй, неблагоприятных для выраяи-ваыкя кормовых трав, был выполнен «зализ изменчивости декадных суьм осадков за 73 года. Засушливые периоды продолжительность*) 10 дней отмечаются ежегодно во всех декадах кхня, июля и августа. В июне отмечается только атмосферная засуха, а в дальнейшем ее сочетания с почвенной. Максивльное число засух бывает в яша, минимальное - в августе. При рассмотрении мнагсюттией иэменчивостя средней температуре воздуха за период росте растений установлено, что относителшо тешше вегетационные сезсвы, когда тешература больше средней многолетней на 1-3°С, ыайджаетсл один раз в 6-8 лет. Мы описания цикличности в распредалемш осадков к температура использовали автокорреляикяую функцию. Показано, что засушливые периоды продолжительностью se швее двух декад-бывают один раз а 2-3 года, а от 4 до .6 декад - раз через 5-7 дет. Сделан вив од о необходимости сроиенкя для получения гарантированного уршак корневых трав.

Впервые для условий Кольского Севера изучена динамка ряда агрохимическв: показателей в опыте с ораиенлем. За I985-Í987 гг. выполнено 16 поливов обоим объемом 6400 м3. Реакция почв на поливном участке почти не оъргчжлась отопреввленной на богаре. На тре-тяЛ гож в ОфсвапкА почве отметили небольшое снижение количеств подвижных соединеетй азота и каяке. В делом этот мелиоративный при ем лучшает усвоение растениями питательных веществ, что отражается на величине их сборе. Урожай зеленой массы горохо-овсяной мешан ки значительно различался на сравниваемых участках и в зависимости от используемых удобрений, g экстремально засушливом 1985 г. он был выше по всем вариантам с дотдеваннем в 3,0-4,7 раза по зеленой массе и в 1,6-2,3 раза по сену. Эффективным было как влияние одних минеральных удобрений.(НАФК 120), так и совместно с навозом, где урсжай составил 84-89 ц/га сухой массы, что бюге вдвое вше, чем без пшгива. Б менее засушливый 1986 г. ораоюяие слабее повлияло на сбор растений. Оплата продукцией единицы внесенного азота составля

fla в эти сезоны на богаре 8-25 кг, а П|в дождевании 29-33 кг сена. Совместное внесение минеральных в органических удобрений дало соответственно ХХ-33 кг и 27-36 кг сева. S 1987 г. при количестве летних осадков больше норш, на орошаемом* участке провели 5 поливов с целью постоянного поддержания влагаости на уровне близком НВ. Однако это не оказало существенного влияния на урока!. Б опыте не обнаружено заметных различий в продуктивности растений при двух способах внесения удобрений - вразброс и локально.

Установлено, что внесение НА4К отдельно и с навозом повышает в растениях содержание клетчатки, общего азота, фосфора, ььл л Ре. Величина Ki дочти в десять раз превышала предельную норму - 0,4 кг/кг сухого вещества. Сахаро-протеиновое соотношение соответствовало потребностям животных* При орошении в растениях увеличивалось содержание р, ug, с», Un и ?• при довольно стабильном количестве с*, Zn, ïti и снижении уровня нитратов. Содержание аминокислот соответствовало накоплению в растениях азота и зависело от внесенной доза.

Изучение влияния орошения на урожай костреца безостого показало,что критическим периодом для его роста и развития следует считать третью декаду июля и первую декаду авдуста.Один долив,проведенные при ?асухе в этот срок,приводил к достоверному увеличению урожая в 1,4-1,6 раза при незначительном изменении качества растений Остановлены тесные зависимости урожаев второго укоса (у) от доз вносима азотных удобрений (х) .На богаре коэффициент корреляции равен г-о,во, а уравнение регрессии у*34,31+0,32х, с поливом г* 0,93, у*28,25 + 0,59х при *ф>-*о ад- С учетом качества растений оптимальна доза Н100Р100К100 *(ЯШС) с подкормкой 60 кг/га после nejœoro укоса. Оплата продукцией I кг внесенного-азота при этом равна 37-38 кг сена относительно 30-31 jcr на богаре.

Показана высокая эффективность 180 по фону P9QECB0 для тимофеевки луговой как при разовом, так и дробном внесении. Наряду с 3-5-кратным ростом урожая (180-218 ц/га зеленой массы), в растениях повышается содержание сырого протеина, клетчатки и жира.

Общая направленность изменений качественного состава растений в зависимости от доз внесенного азота характеризуется оптимизацией отдельных показателей. Удобрения заметно повлияли на содержание в овсе азота, жире, БЗВ, легкогидролиэуешх углеводов, кальция, нитратов и аминокислот. Самой результативной является доза 160 кг/га Энергетическая питательность рестений выше nia дозе азота 80 кг/га.

Вштв минеральных я органических удобрений зателей и энергетическую шпэтммостк

}Сырая |0Ля1{Вм-10и- 1 ¡кие*- ааог 1ко-

Таблица 3

ва содержание основных качественных пока-массы овса (средине данные по опытам)

- !энер-!пере-

-¡Каль-!Ыаг- ¡Нит-}ций {няй 1

',Энер-!пере-

До:)а удобрений

¡четка}

1—1 !

в

№.

угле«

ДйШа

!

Г

J_1__!

в % от сухого вещества

эш«-|ш {пиа^ин, иль- г

|НОСИи

J_<к.бП

Без удобрений 28,1 1,10 0,8 и т, 4 19,0 0,17 0,22 о, го. ш 30,0 66,6 0,85 43*

Навоз 50 т/га 28,0 1,06 0,7 ¡л 17,0 0,21 0,23 о,го ш 31,7 67,4 0,07 41

Навоз 100 т/га 28,1 1,15 0,7, 55,1 16,2 0,23 0,25 0,09 ж Э6,9 70,7 0,66 42

вхгоигокио +

навоз 50 т/га 27,4 1,25 0,8 дл 54,3 12,0 0,20 0,29 0,10 ш 39,6 71,6 0,86 51

Щ20Р12С*120 + В 4 Мо + навоз 50 т/га

26,0 1,85 ЬЗ ы .62,9 0,20 0,34 0,10 ш 45,6 87,6 0,68 76

К|2С*Р120К12б + навоз 100 т/га 26,1 1.1 1& 51,4 13.2 0,22 <ш 0,17 2311 52,3 106,8 0,85 82

Примечание. Подчеркнуты циЦы, соответствуй®» нормативным

/Лл. ,

Таблица 4

Зависимость содержания качественных показателей зеленой массы овса от величины азота в удобрениях

Показатели (у) { ИРВЯМЩ УЛР^ЧЧЯ (У) | ^рашме и органвчесюге удоб-

I линейная корреляция и ! х $ | рвния иГ,_^_

! репрессия ,1 {линейная корреляция и регре-1

Клетчатка г= -0,06 г = -0,87 3,5

у - 29,6-О,О012х 0,12 У = 26,34 - 0,01X2

Общий азот г= 0,89 . г = 0,83

у = 1,31 + 0,0032х 4,4 У = 0,98 + 0,001X2 2,9

Хир г= -0*82 г = 0,36

у - 3,1 + 0,0063х 3,2 У » 2,62 + О.ОО^ 0,8

БЭВ ге -0,94 V г = -0,93

у = 59,45 - 0,06х • 6,4 Г =. 57,67 - 0,03X2 5,1

Легкогидрооэуеше .тв -0,92 » в -0,95

углеводы у в 22,92 - 0,067* 5,3 у = 10,28 - 0,03*2 6,1

Ые заме наше аминокислоты г- 0,75 > « 0,91

у ■ 27,86. + 0,041х 2,6 У = 30,93 + 0,09X2 4,3

Суша всех аминокислот г« 0,??' г * 0,83

,у = 58,77 + 0,074х 2,7 У = 58,60 + 0,2*2 3,0

Критерий существенности

*0,96 2,6 2,7

* 0,99 4,0 4,6

Совместное применение минеральных и органических удобрений также влияет на химический состав однолетних трав (табл.3). С ростом количества внесенного азота отмечается постепенное увеличение содержания общего азота,, нитратов, аминокислот и пере варим ого протеина. С точки зрения качества растений наиболее оптимальна доза 1И20Р12(Ж120 + 100 т/га навоза, при которой 4 показателя из 8 представленных соответствовали норме. Энергетическая питательность зеленой массы незначительно варьировала от величины удобрений, почтя не отличаясь от рассчитанных для одних минеральных туков.

Установлена тесная положительная зависимость количеств общего азота, незаменимых я всех аминокислот и отрицательная зависимость количеств жира, БЭВ и углеводов от количества внесенного азота с минеральными удобрениями (табл.4). При использовании этих удобрений совместно с органическиш сохраняются те же взаимосвязи, но отсутствует корреляция с жир см цри появлении таковой с клетчаткой. Уравнения регрессии позволят предлагать дозы удобрений с учетом их на определенные качества зеленой массы овса.

Определены пределы варьирования химического состава зеленой массы 4-х кормовых трав. Наиболее значительно колеблется содержание нитратов, метионива, натрия, марганца, меди; в меньшей степени - легкогидршшзуемые углеводы, жир, железо, цинк, никель и кобальт. Довольно стабильнши являются количества БЭВ, золы, клетчатки к калия. Для большинства трав характерны низкая зольность, малое содержание натрия и повяленное никеля.

Таким образом, показано олределяотэе значение азотсодержащих удобрений, наряду с фосфорными н калийными, для повшения продуктивности однолетних и многолетних трав, но ограниченное влияние на их качество.

Глава 5. ВЛИЯНИЕ ПРСШШНШГО ВОЗДЕЙСТЕИЯ НА . АГРОХИЬИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ, УРСШЙ И КАЧЕСТВО СЕШЖОГОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТВШЙ

Мурманская область, как и почти весь Северо-Запад европейской части России, относится к числу неблагополучных по состоянию»природной среды регионов страны. Это обусловлено значительной индустриализацией и особенностями климата (Израаль, 1981; Садовнхкава, 1989). Особую опасность для земледелия представляет попадание в почву тяжелых деталиов (ТМ) и сернистых соединений, источниками которых являются клмбжнаты "Североникель" и "Деченганюдаль". Общая

территория аэротехногенного загрязнения составляет здесь около 31 тыс. таг (Крючков, Макарова, 1989).

Оценку многолетнего влияния этих загрязнителей в районе Мончегорск-Апатиты проводили на насыпных почвах с внесением удобрений. Участки располагались непосредственно на промплощадае и в 5,15.60 км (контроль) от нее. Установлено, что самое быстрое накопление ТМ идет в первый год опыта на пршплооадке, где среднее за сезон содержание меди составило 452, никеля 607, а кобальта 62 иг/кг почвы. По мере удаления от комбината их величина резко снижалась. Агрохимические свойства почв изменились с различной скоростью. В первые месяцы произошло яодивлачивавие почвы на црамплаяадке из-за обогащения ее катионами, а на расстоянии 5 км, где преобладает выпадение кислых аэрозолей, почве подккслквась. С 15 по 60 ш этот процесс проявлялся меньше. На третий год опыта снизилась гидролитическая кислотность на оршеигощадке. Отмечено быстрое и значительное возрастание содержания подвижного фосфора, но менее существенное катая на всех участках. Четырехлетнее интенсивное загрязнение изменило характер превращение азотсодержащих щя^рутучг1, и органических соединений в почвах. Си и Н1 в концентрации 1$ ингибируш процессы аммонификации, нитрификации в денитрификацни. Установлено, что наиболее значительные негативные изменения агрохимических свойств почв происходят в 15 км зоне' вокруг предприятии.

На почвах, загрязненных /Ш, изучен биохимический состав кормовых растений. При выраженной низкорослост:; и неразвитой корневой системы трав , они характеризуются повышенной зольностью за счет накопления ТМ и кальция, а также значительным количеством азота, представленного преимущественно нитратами. В полевом опыте, где минеральные (к1г0Р120к.120) и органические (150 т/га навоза) удобрения вносили с 0,1? Си и 0,1$ Н1, показана отрицательная роль ТЫ<для продуктивности я качества овса. Урсшай снижается на 41-78$. При содержание меди и никеля 500 ыг/кг почвы, сбор трав не имеет хозяйственного значения из-за его низкой величины. Извлечение меди растениями весьма мало относительно ее содержании в почве - 3-7 мг/кг, в отличие от никеля составлявшего 14-22 мг/кг сухого вещества.

Изучение восстановительных возможностей хордою окультуренной почвы, загрязняемой в течение 10 лет, показало, что при резком снккении поступления ТО и сернистых соединений, она сохраняет эсз~

мажность восстановления своего плодородия, а качество выращенных растений несколько улучшается.

' Гяава 6. О ЖТОДСЯГОГИЧЕСМЕ ОСНОВА! ЗРЕНИЯ ОБ ЭФШТИШШ ПЛОДОРОДИИ ПОЧВ

Проведенное экспериментальное исследование показало, что существующие методы позволяют достаточно полно охарактеризовать плодородие почв и возможности его повышения. Однако проникновение в суть явлений, связанных с плодородием, остается пока затруднительным. При управлении такой сложной системой как агрсценоз необходимо с облипать я использовать действующие з ней законы, но их знание не позволяет понять сущности этого атрибута почвы. Впервые нами обращено особое внимание на выработку единых подходов.к этой проблеме. Такую функции должна выполнять общая теория эффективного плодородия почв (ОТЗЦ). Рассуждения основана на предположении ¿что плодородие почв естественного происхождения имеет общую основу. Предметом ОТЗП является единство н взаимодействие структурных уровней организации культурой почш в соответствии с потребностями сельскохозяйственного производства. Ее значение состоит в разработке универсальной точки зрение на эффективное плодородие. Она может быть создана на основе законов теоретически! почвоведения, земледелия, агрофизики и агрохимии с учетсм характера общественно-экономических отношений. Пока эти науки еще формируются.

Узловым понятием 0ТЭД предлагается считать саморегуляцию как общепочвеяяое понятие, характеризующее сущность объекта. Специфическим способам проявления саморегуляции является организация и эволюция плодородия. Естественное плодородие рассматривается как одна из фукциЙ саморегуляции почвы. Эффективное плодородие понимается так же, но в условиях постоянного алиями человека. Одновременно этот атрибут почвы рассматривается как субстанция, обладающая особенностями хикпюсков и биологической форы движения.

Одним из путей перехода от общих рассуждений к конкретным исследованиям макет бнть разработка систем! показателей эффективного плодородия, под которыми предлагается понимать иерархически упорядоченное множество свяванных и изменяемых во времени структурных уровней организации культурной почвы н продуктивности сельскохозяйственных растений. Такую функцию выполняют сейчас МП почв. Известно

условное подразделение Ш на статические и динамические (Фрид, 1985). Согласно предлагаемой нами общей кяаооификацд систем показателей эффективного плодородия почв, статические модели названы комбинацией показателей плодородия почв (КПП) соответстауицего порядка (рис. 2). Высшим этапом структурного уровня будет разработка КШ доя возможно >ауиииго количества различных по требовательности культур. Самой сложной будет функциональная оценка почвенных компонентов, что позволит создать № разного парадка, принадлежащих структурно-функциональному уровню. Введено понятие "идеальной почвы", плодородие которой может обеспечить урожай любого растения. Реально ее быть не может, но по логике научного поиска слезет к ней постоянно стремиться.

Шсказано предположение, что если основной признак плодородия заключается в определенной организация элементов питания растений, то его выявление будет реально на молвкулярнсм уровне. При переходе от структурного к структурно-фуняциональнсчу должна произойти смена индуктивного и аналитического подхода дедуктивна*. Аг-рохгашя превратится из экспериментальной науки в теоретическую, которой присущи свои законы.

Связь теоретических положений с конкретными исследованиями показана через использование системного полгода к диагностике подвижной части азотного фонда подзолистой почвы. Изучение системы почвенного азота проводили путем гидролиза образцов возрастающими концентрациями едкого натра при увеличении времени экспозиции. Определение выполняли по методу Корнфида (1360). Результаты анализа представлены в наглядной геометрической форме; где каждый из них изображен точкой в системе декартовых координат (рис.3). Множество полученных точек, соответствующих всей совокупности измерений, ограничивает некоторое многогранное тело, которое названо "пирамидой экстрагирования".

Образцы почв, проанализированные через три гола опыта, заметно отличались от исходного (рис. 4). Там, где вносили только минеральные удобрения вдвое снизилось количество более трудногидрсша-зуемого азота. Центральная часть пирамиды приобрела платообразный вид. Применение КИС + навоз привело к менывим изменениям, хотя снижение количества извлеченного азота отмечено почти по всем фрающям (рис. 5). Пределам гидролиза является содержание общего азота, пока недостижимое из-за отсутствия сальных экстрагентов. В целовтных экстрагентов. В целостных системах, к которым относят-

Система, ее характеристика

Комбинация показателей плодородия (ВДЦ) 1-го порядка (статическая, с организацией оптимально!« взаимодействия эффективного плодородия и продуктивности одной или грутпш близких по требовательности культур)

¡¿одаль плодородия (Ш) 1-го порядка (динамическая, с сфганиэациеВ оптимального взаимодействия эффективного плодородия в продуктивности одной ют группа близких по требовательности культур)

Ш 2-го порядка (динамическая, с организацией аптимальнаго взаимодействии аффективного плодородия и продуктивноетж различных по требовательности культур)

Иерархический уровень системы

V структурный

-Ш 2-го порядка (статическая, с организацией оптимального взаимодействия эффективного плодородия и продуктивности различных-по требовательности кулмур)

У структу^ыо-фрв-

№ ¿-го порядка (динамическая, с организацией оптимального взаимодействия эффективного шгодородия и продуктивности любых сельскохозяйственных культур, выращиваемых в конкретной почвенно-климатической зеве)

Рис.2. (Иная классификация систем показателей аффективного плодородия почв

Рис, 4.. ПиракКЖО ЭЯСТ[ВГ*р»»ЛНИЯ OlffeT почни в полеяоы опыт«, аармкт

. 0(в» 28.07.в6 г

ся г азотный фоцд, действуют слояснне форш прятанной зависимости. Какое-то определенное отношение частей остается постоянным, представляя присущую-такой системе, необходимость и ее определение позволяет оценить потенциальные изменения. Для сравнения и оценки азотного фонда различных почв по предлагаема« графикам приведены формулы их перевода в плоские геометрические модели. В целом систему иелрчногидродизуемого азота допустимо оценить как довольно консервативную, соответствующую особенностям исследуемого типа почвы и уровню ее плодородия.

Современные методы агрохимических анализов иска не позволяют дать настолько детальную характеристику плодородия окультуренных почв, чтобы точно предсказать как величину, так и качество урожая. Переход на принципиально новый уровень исследований связан с формированием особого слоя познания, в частности теоретической агрохимии.

Исходя из предположения, что основной признак плодородия заключается в определенной организации элементов питания и его выявление возможно лишь на молекулярном уровне, предложены специфические для рассматриваемой науки абстракции. Взаимоотношение объектов агрохимии (почвы, растения, удобрении) на молекулярвш уровне нельзя считать областью приложения готовых идей иэ почвоведения, химии, фезики, физиологии и бисегамии растений. Здесь они приобретают качественную самостоятельность. Одной из абстракций может быть агроформов, представляющий собой совокупность шшшшльных запасов всех питательных веществ в почве для получения теоретически возможного я полноденного урожая конкретных видов (сортов) растений. В итоге славится представление о целостности агрохимического объекта, который проявится на молекулярном уровне.

Таким образом, теоретическая агрохигжд должна изучать взаимодействие химических (отчасти физических) и биологических процессов в период усвоения растениями питательных веществ удобрениями почвы. В работе определено ее место в системе естественных наук.

Предлагаемое направление развития агрохидаи и ОТЕЛ за счет теоретических методов соответствует принщтнальнсыу пути современного логико-методологического исследования, которое заключается в постепенной углублении и распирешш его объекта.

Химические средства, в тем числе удобрения, оказывают большое тчгяии* яа почву» При постоянно возрастающем уровне использо-

»

вания среде та лтаош в сельской хозяйстве и прокаленном загрязнении, необходимо иметь научно обоснованные црошоз о возможных последствиях ври нарушении нормальных агрсвднозов (Минеев, 1984). В настоящее время в плодородии почв и в целом агрохимии, прогноз имеет преимущественно интуитивный характер и опирается на практическую мудрость,или здравое суждение. Хорово известна тенденция последних лет к снижению общего уровня плодородия лочв основных земледельческих регионов я стабилизации урожаев. В Мурманской области длительное время наблюдается заметное улучшение основных агрохимических свойств почв цри непропорционально низком росте сбора сельскохозяйственных растений.

Впервые рассмотрены уровни прогностических исследований в агрохимии. Применительно к плодородию почв я агрохимии нами предложено их подразделять следующим образом: теоретический, экспериментальный, программно-директивный. На теоретическом уровне происходит выработка идеальной и концептуальной моделей. Эксперименталь-, ный уровень прогнозирования уже используется в агрохимии. К нему допустимо отнести любые полевые, вегетационные и лабораторные опыты с удобрениями. На прагратво-директжвном уровне формулируйся способы и последовательность действий при использовании удобрений с учетом предполагаемых последствий. В работе .показано, что для перехода к достаточно обоснованному црогвоау в сценка аффективного плодородия почв, Необходимо разработать ссбственную иэто-далогическую базу, исходя из того, что между прокшм, настоящим и будущем нет разрывов и они взаимосвязаны. Рассмотрены способы составления прогнозов - познание максимального количества возможных явлений, различные виды моделирования, экшфш&льность и наличие целей.

С учетом всех результатов проведенных исследований впервые предложен нормативный среднесрочный экспертный прогноз изменения плодородия пахотных почв под влиянием хозяйственной деятельности человека в Мурманской области. При сохранении средних доз удобрений и уровня агротехники наиболее вероятно поддержание существующего состояния эффективного плодородия и незначительный рост урожайности растений.

Итогом проведенной работы является предлагаемая методологическая концепция повшения эффективного плодородия почв и качества растениеводческой продукции. Она основана на следующих прин-

чипах, с учетом которых должны складываться дальнейшие исследования:

- генетического единства судаосги плодородия всех почв естественного происхождения;

- _ оценки аффективного плодородия как функции саморегуляции почвы в условиях постоянного влияния человека;

- качественной самоетоятельностя объектов агрохимии на молекулярном уровне, что формирует особый объект этой науки;

- повышения ролевой значимости антропогенного привноса химических элементов в почву, что изменяет состояние природной среды

и вызывает необходимость прогнозирования плодородия почв и качества сельскохозяйственных растений.

ВЫВОДЫ

1. В земледелия Мурманской области славилась специфическая ситуация, при которой возможно получение высоких урожаев кормовых трав на подзолисты! почвах с низким естественным плодородием. Это достижимо при ежегодном внесения минеральных в органических удобрений в условиях почтя круглосуточного фотосинтеза растений в период их максимального роста.

2. Окультуривание подзолов приводит к значительному изменение состава и свойств почв. В настоящее дрека на Кольском Севере преобладают почвн слабокислые или йгазкие к нейтральным, с высоким содержанием подвижных фосфора и калия. Азотный фонд подзолов на 95? и более состоит из органических веществ. В пахотном слое 0-20 см сосредоточено 80-91$ от общих запасов азота в 0,5 м слое, колеблющихся от 3,3 до 7,3 т/га. Уровень минерального питания, формирование урсошя однолетних и шстолетних трав в значительной степени определяется обеспеченностью подвижными, соединениями азота и метеорологическими условиями сезона.

3. В течение 1976-1988 гг. в земледелии Мурманской области установился устойчивый положительный баланс по азоту, фосфору и кадию. Вынос элементов с биологическим урожаем был ниже поступления с удобрениями по азоту в 3,7 раза, по фосфору в 4,6 раза и по кали» в 2,4 раза. Это создает возможность снижения применяемых доз минеральных удобрений до 200-280 кг/га д.в. Однако из-за низкой биологической активности почв и, как правило, неблагоприятных

метеусловий вегетационного периода, необходимо сохранить преэше-нде поступления основных анедантов питание над их выносом на уровне 40-60Я.

4. Разработана система количественных показателей высокоплодородно* подзолистой почвы, ввдаженнкх в интегральной (региональной) модели плодородия. Она включает 19 параметров, в т.ч.

13 агрохимических. Управление ее плодородием сводится к достижению и стабилизации на заданном уровне всех представленных показателей.

5. Показано положительное влияние азотных удобрений в дозах 30-280 кг/га яа сбор зеленой массы■однолетних трав. Наиболее эффективным является внесение 120-180 кг/га азота по фону P8Q-I20 K80-I20. Продолжительность влияния ингибитора АТГ на процесс нитрификации колеблется от I до 2,5 месяцев. Его применение сникает содержание нитратов в почве в среднем в 2,8-3,0 раза к растениях в X,1-2,3 раза.

6. Анализ даогалетней изменчивости декадаыхсумм осадков за летние месяцы с 1900 no 1987 гг. показал, что засушливые периоды в одну декаду отмечаются ежегодно, в две декады - раз в три года, а экстремально сухие бывают раз в 5-7 лет. Несмотря на то, что Мурманская область находится а зове достаточного увлажнения, возникает необходимость в проведении поливов из-за неравномерности в выпадении осадков во время вегетации растений. Режим орошения кормовых трав формируется под влиянием почвенно-климатических условий. Критическими периодами дня роста и развития однолетних трав является ишь, а многолетних трав - последняя декада шая к первая августа. Установлено, что оптимальной кормой орошения является. 400 м3/га, при которой в течение недели поддерживается благоприятный для растений водный режим почв - не ниже 55Î от НВ. Дождевание сникает содержание подвижных соединений азота и. калия в почве.

7. Внесение органических и минеральных удобрений при использовании орошения создает оптимальные водный и питательный режимы для кормовых трав и увеличивает юс урожай в засушливые годы в 3,0-4,7 раз. В экстремально сухой год в растениях возрастает содержание н, Р, с«, Си и клетчатки. 5 юнее засушливые годы качественные изменения незначительны.

8. Установлена тесная положительная зависимость содержания в зеленой массе овса общего азота, незаменимых в всех аминокислот, а также отрицательная зависимость количества безазотистых зкстрахтивнш: веществ и легкогидролизуемнх углеводов от величины азота, внесенного с удобрениями. Выявлено несоответствие оптимуму соотношения в травах калия, кальция и магния. Обнаружено повышенное накопление в растениях никеля. Получение в условиях Кольского Севера трав, соответствуицих или близких нормативным показателям, обусловлено совместным применением минеральныхфп 00-160 Р80-120 К80-120) и органических {50-100 т/га) удобрений.

9. В результате азротехногенного воздействия предприятия цветной металлургии происходит снижение уровня плодородия подзолистой почвы за счет аккумуляции сульфатов л тякелых металлов, что

. ведет к ухудшению азотного, фосфорного и калийного режимов почв. Граничное состояние для окультуренной почвы, как обладавшей определенным плодородием и бесплодной, находится в диапазоне содержания меди и никеля каждого по 0,01-0,05£ в присутствии техногенной двуокиси серы. В кормовых растениях на загрязненных почвах содержится повышенное количество золы, Си, ш и нитратов. Необходимо исключить выращивание растений в наиболее загрязненной 15 км зоне вокруг предприятия. На большем расстоянии возможно сохранение плодородия почв при ежегодном внесении удобрений и известковании почв.

10. Решение проблем повшения уплодородая почв и получения полноценной растительной продукции требует поиска новых нетради-

. ционных подходов. Разработаны методологические основы общей теории эффективного плодородия почв, даны ее определение, задачи и отдельные понятие. Составлена общая классификация систем показателей эффективного плодородия почв. Обоснована необходимость создания теоретической агрохимии.приведено ее толкование, даны задачи и некоторые понятия. Предложена методологическая концепция повышения . плодородия почв и качества растениеводческой продукции.

эо

ПРЕИОШШЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для повышения эффективного плодородии щхоиои подзолистых почв Кольского Севера следует ориентироваться на предлагаемое показатели интегральной (региональной) тдми плодородия и приемы к реализации.

2. С целью гарантированного получения наиболее высокого и полноценного урожая кремовое трав рек сменяется совместное снесение минеральных (Н100-160 ВВ0-120 К80-120) я органических (SOIDO т/га) удобрений с использованием ораэевия в засушливые периоды. Подиви нервов 400 мэ/га следует проводить нош» десятидневного сохранения апажыости почш менее 5SÍ от натекшей влагоемкое-ТЕ.

3. Для погашения содержания сирого протеина и шергетжческой питательное тя травяного корма предлагаете* пряшаггь азотоодериа-ние удобрения в дозах 120-180 кг/га в зависимости от степени окультуренное ти почвы.

4. Второй укос многолетних трав необходимо проводить не поад-иее первой декады сентября в расчете на получение более качественного уроиии

СШСОК ОСНОЕШХ РАБОТ. ШУВДШЗДШЫХ И0 ТШ5 ДИООТТАДМ Цонаграбжи

1. Переверэвв В Л., К гагат В.Б. Азот в дпк Кодьского полуострова. -JU: Наука, 1978, - 112 с,

2. Еиоакоа Г.В.. Кислят ЕЛ., Супруав 0.В»« ВЛ.Третьякова, АЛ.Чурикав. Аграхиия почв и качество корке в Мурманской области. - Мурманское кв. изд-во, 1983. - 91 с.

3. Евдокимова Г.А., Кислых Е»В., Ifosroaa НЛ. Шоюдапвскм актхвиооть почв в условиях аэротехнстепного загржзнения на Крайнем Севере. - JL: Наука, 1984. _ 121 с.

4. Кислых Е.Е., Ласкин П.В., Семко А.П. ж др. Кормопроизводство и кормление с ельснехозяйственных животных в Заполярье. —Изд. НВД Atí СССР, Апатиты, 1989. - 123 с.

5. Щероеков А.П., Кислых В.Б. Эффективно» плодородие почв: методологические аспекты. - Агропржиздат, 1990. - 73 с.

Научные статьи (*> - работы выношенные в соавторстве)

б. Динамика минеральных и органических форм соединений азота -в подзолистой почве Мурманской области яри ее окультуривании / Агрохимия. - 1975. * I. - С. 15-22,

7*. Состав органического вещества целинных и освоенных ¡лл-лювжакьно-гумусовнх подзолов if Органическое вещество в почвах Кольского полуострова. - Апатиты: Изд. К&йН СССР, 1975,- С.23-38.

в. К методике фракционирования органического азота и оценке .плодородия в подзолистых почвах. Там же. - С. 92-105".

9*. Влияние окультуривания подзолистых почв Кольского полуострова на их азотный режим и биологическую активность / Агрохимия. - 1975. - 1 8. - С. 10-20.

10. 0 динамике и составе щелочногидролизуемого азота в подзолах Мурманской области / Почвоведение. - 1975. £ 10. - С.45-50.

IIх. Удобрения под однолетние травы в Мурманской области / Земледелие. - 1981. - Я II. - С.35.

12*. Щелочногидролизуемые соединения азота в подзолистых почвах J Почвоведение. - 1982. - * 5. - С. 103-110.

13*. Изменение агрохимических свойств почв в зоне влияния предприятий цветной металлурги / Агрохимия. - 1982. № 9. -С. 95-103.

14х. Превращение азотсодержащих веществ в загрязненных металлами почвах // Микробиологическке ж фитопаталогические исследования на Кольском Севере. - Апатиты: Изд. ХМН СССР, 1984. -C.23-2S.

15s. Po laical pine botanische Garten Kirovsk-Anlage, Erfahrungen und Probleme eines Spezielgax"tena // Referate 15 jtrboi— tetegtine botanischer Garter, dar DDK, Dresden, 1935. - S. 2>-26.

17*. Эффективность применения удобрений под однолетние травы цри разных метеорологических условиях // Изучение целинных и окультуренных почв Мурманской области. - Апатиты: Изд. КФАН ССОР, 1987. - С. 44-59.

18*. Комплексная агроияшческая характеристика подзолистых жллювкально-гукусовюс песчаных почв на основе почвенно-эхологи-ческих индексов // Региональные модели плодородия почв как основа совершенствования зональных систем земледелия / Научн. тр.Почв. жн-та ям. В.В.Докучаева. 11., 1987. - С. 43-50. 32

19*. Системный подход я агрошокческоК диагностике кочвен-ного ааота / Биологические наук*. - 1987. - Л 5. С. 99-Г04.

20*. О методологических основах теоретической агрохиши /

Вестник с/х науки. - 1987. - * II. - С. 121-1Э4. £

21 . Effektiv» Fruchtb *rkei t der Bodeni ищщщЦп und theoretisch« Aspekte // Trans* 13 Oongr* Int. Soc. 3611 Sei., Hamburg, 13-20 Aug., 1986, Vol. 6. Hanburg, 1967. f.p. - 943 -429.

22*. Der Polar-alpin« botanische Garten tut Kol»-Halbinsel und seine Bedeutung für die Landeskultur In Hoben Norden / Arch. Set. eciiutz bandacb. forech., Berlin. - 19S7. - H 27 (1987) 4, 2&Э-275.

23*. Некоторые аспекты прогностического моделирования в агрохимии // Математические методы а ЭШ на службе почвенных прогнозов / Научи, тр. Почв, ив-га им. В.ВЛокучаева. К., 1968. -С. 41-51.

24. Урожай и биологическое качество кодака трав при использовании прлемав интенсивного ямяедвлиж на КраЛем Севере // Псчвекно-агрохиничеедшв и экологические проблемы формирования вы-саядсродукмвяых агроцеыозов. - Пуинно. Изд. НДШ АН СССР, 1988.-С. 208-210.

25*. к становлению общей теории эффективного плодородии почв/ Вестник с/х науки. -,1989. - Я 8. С. 25-29.

26*. Еахяние форш азотных удобрений и ингибитора АТГ на урожай я качество трав // Плодородия почв Цгрмавской области. -Апатиты: Изд. КНЦ АН СССР, 1989. С; 57-66,

27*. оршения на гхдротеркичесхий ракш подзолистой

песчаной почвы Крайнего Севера У Почвоведение. - 1989. 1 3. -С. 87-33.

28*. Оравеняе как эффективный прием получения ваосвжх урсма-ев кормовых трав в условиях Кольского Севера // 8ужнамевтальные науки - народному хоз-еу. - М.» Наука, 1990. - С. 652-653.

29*. To the problwi оГ soll fertility «tability //Probien» o£ «oil «ci«no*. Soviet Pedologiet to th« XlT Int* Gong, of »oll So. - M., Neuka, 1990. - Kp. - 91-9730*. Бадаис азота, фоофора и калия в земледелии Мурманской области // Плодородие зочв и продуктивность ^мтоцвнозов.- - Апатита: ИЗД. КНЦ АН СССР, 1991. - С. 4-И.

Практические рекомендации

31*. Применение азотных удобрений в Мурманской области. -Апатиты: Изд. КФАН СССР, 1986. - 28 с.

32*. Применение древесных отходов в качестве органических удобрений в оршанской области. - Апатиты: Изд. КОШ! СССР, 1988. - 20 с.

Подписано к вепхж 14.04.92.

формат бушги 60x64 1Дб. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл.печ.л. 2.09. Уч.-жад.л. 1.98. Усл.креахо-от. 2.09. Заказ Л 8В. Тирах 100 ккв.

Ордена Декика Кольский научный цеитр в*. С. И.Кирова Российской ишю наук

184200. Авасш. Мурманская область, »ерошш, 14