Эколого-агрохимические основы адаптивных систем земледелия для эрозионно-опасных и загрязненных тяжелыми металлами агроландшафтов в ЦЧР России

Лукин, Сергей Викторович

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Эколого-агрохимические основы адаптивных систем земледелия для эрозионно-опасных и загрязненных тяжелыми металлами агроландшафтов в ЦЧР России
ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Эколого-агрохимические основы адаптивных систем земледелия для эрозионно-опасных и загрязненных тяжелыми металлами агроландшафтов в ЦЧР России"

Л На правах рукописи

ЛУКИН СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ

ЭКОЛОГО-АГРОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АДАПТИВНЫХ СИСТЕМ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ ДЛЯ ЭРОЗИОННО-ОПАСНЫХ И ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ АГРОЛАНДШАФТОВ В ЦЧР РОССИИ

Специальность 06.01.04. - Агрохимия

06.01.15. - Агроэкология

ъ ^

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Москва 1999

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте удобрений и агропочвоведения им. Д.Н.Прянишникова и Белгородском научно-исследовательском институте сельского хозяйства в 1989-1998 гг.

Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.Е.Явгушенко

Официальные оппоненты: академик РАСХН, доктор биологических наук, профессор В.И.Кирюшин;

доктор сельскохозяйственных наук, профессор И.А.Шильников; доктор сельскохозяйственных наук М.Н.Новиков

Ведущее предприятие: Центральный научно-исследовательский институт агрохимического обслуживания сельского хозяйства

в И часов на заседании диссертационного Совета Д.20.09.01 Всероссийского научно-исследовательского института удобрений и агропочвоведения им. Д.Н.Прянишникова по адресу: 127550, Москвз, ул. Прянишникова, 31, ВИУА

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИУА

Автореферат разослан "_"_1999 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета,

Защита состоится

1999 г.

доктор с.-х.наукг профессор

Л.П.Всллейдт

пщ I о

Штуальность проблемы. Интенсивное сельскохозяйственное испольаова-ше черноземов ЦЧР привело к их сильной антропогенной деградации ^Каштанов, 1990; Акулов. 1992; Котлярова, 1996; Щербаков, Васенев, .996; Милащенко, 1997). Среди основных видов деградации почв гла-¡енствующая роль принадлежит водной зроэии. В балансе пахотных 8е-(ель ЦЧР эродированные почвы занимают 20.1%, в том числе в Белго-юдской области - 47.17. площади. Ежегодные потери гумуса, аэота. юсфора и калия, в результате смыва в ЦЧР, составляют соответствен-ю: 921, 43, 30, 228 тыс.т (Шатилов и др,,1960). В последние годы голожение усугубляется резким сокращением применения удобрений, в >езультате чего баланс гумуса и основных элементов питания в вемле-;елии ЦЧР стал сильно дефицитным. За счет снижения продуктивности >емледелия на эродированных почвах зоны недобор продукции ежегодно ) пересчете на зерно достигает 1.22 млн.т (Иванов, 1984).

3 последнее время большое внимание стало уделяться еще одному эду деградации почв - их загрязнению тяжелыми металлами (Минеев, .998). В России выявлено почв,загрязненных свинцом, цинком, кадмием 5 медью, соответственно: 519, 326, 184 и 1416 тыс.га (Кузнецов, :997). По мнению А.П.Щербакова и И.И.Васенева (1996), сохранение :овременной тенденции накопления тяжелых металлов приведет к массо-юму загрязнению черноземов в течение ближайших 50 - 150 лет.

Задача предотвращения деградации почв и ландшафтов должна решаться в ракурсе экологизации хозяйственной деятельности, в особен-юсти земледелия. На практике экологизация земледелия означает формирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия (Кирюшин, 1998). 3 настоящее время разработана концепция адаптивно-ландшафтного вем-хеделия, предусматривающая комплексные меры по предотвращению дегра-(ации почв и созданию экологически устойчивых агроландшафтов (Каштанов, Щербаков, 1993, Кирюшин ,1994). Однако в ней не отражены

- г -

вопросы построения адаптивных систем'земледелия для почв, подверженных загрязнению тяжелыми металлами, кроме того многие теоретические положения этой концепции нуждаются в экспериментальном подтверждении и уточнении с учетом региональных особенностей.

Цель и_задачи исследований. Основная цель исследований состояла в

разработке научных основ построения адаптивных систем земледелия для черноземных почв, загрязненных тяжелыми металлами, и проведении комплексной оценки адаптивно-ландшафтной и традиционной систем земледелия при разной антропогенной нагрузке на эродированные черноземы.

В связи с этим необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить влияние традиционной и адаптивно-ландшафтной систем земледелия на зрозионно-гидрологический режим почв склонов.

2. Изучить влияние систем земледелия, способов основной обра-" ботки почвы, равных уровней применения средств химизации на урожайность и качество основных сельскохозяйственных культур.

3. С использованием метода стабильных изотопов изучить баланс азота удобрений в зависимости от сроков и глубины внесения удобрений.

4. Установить закономерности формирования баланса гумуса, азота, фосфора и калия в зависимости от систем земледелия и уровня ан-торопогенной нагрузки на агроландшафт.

5. Провести оценку эффективности традиционной и адаптивно-ландшафтной систем земледелия на биоэнергетической основе.

6. Ивучить закономерности трансформации тяжелых металлов в почве.

7. Ивучить закономерности транслокации тяжелых металлов в системе почва - растение.

8. Установить уровни содержания тяжелых металлов в почве, при

которых продукция основных сельскохозяйственных культур загрязняется этими металлами выше ЦЦК или МДУ.

Научная новизна. Впервые на черноземах ЦЧР, с использованием метода

стабильных изотопов, рассчитан баланс азота удобрений в зависимости от сроков и глубины внесения удобрений. В почвенно-климатических условиях юго-запада ЦЧР дана комплексная оценка эффективности адаптивно- ланшафтной и традиционной систем земледелия. Впервые на черноземных почвах изучены закономерности накопления тяжелых металлов в основных сельскохозяйственных культурах. Рассчитаны уровни содержания свинца, цинка, кадмия и меди в почве, при которых сельскохозяйственная продукция 8агря8няется этими металлами выше ЦЦК или МДУ. Изучены некоторые закономерности трансформации тяжелых металлов в почве, в том числе установлены размеры их миграции в подпахотные слои.

Практическая значимость и реализация результатов исследований.

Теоретические положения, методические подходы и результаты исследований, в рамках договоров 60/96, 34/97, 35/98 с Департаментом сельского хозяйства и продовольствия Администрации Белгородской области, использовались при подготовке рекомендаций по совершенствованию систем земледелия в Белгородской области. На защиту выносятся следующие положения:

1. Продуктивность склона юго-западной экспозиции крутизной 1 -5° в условиях традиционной системы земледелия выше, чем при адаптивно-ландшафтной системе земледелия.

2. Адаптивно-ландшафтная система земледелия, по сравнению с традиционной, является энергетически более выгодной и имеет более высокую степень экологического совершенства.

3. Разработка адаптивных систем земледелия для почв эагря8нен-ных тяжелыми металлами должна проводиться на основе подбора сель-

скохоэяйственных культур наиболее толерантных к накоплению .тяжелых металлов.

4. В качестве основного критерия толерантности растений к накоплению тяжелых металлов целесообразно испольвовать бначения содержания тяжелых металлов в почве, при которых происходит загрязнение растениеводческой продукции выше ЦДК или МДУ. Апробация работы.Основные положения диссертационной работы были представлены на Международном экологическом форуме "Современные экологические проблемы провинции" (Курск, 1895); на научно-практических конференциях (Белгород, 1995; Воронеж, 1Q96; Кинель, 1997; Краснодар, 1997); на Международной конференции "Проблемы антропогенного почвообразования (Москва, 1997); на Всероссийской конференции "Антропогенная деградация почвенного покрова и меры ее предупреждения" (Москва, 1998); на Всероссийском координационном совещании . учреждений Географической сети длительных опытов с удобрениями (Москва, 1998).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 42 работы. СТРУКТУР?°^^даРсеРтации._ Диссерта:ля состоит из введения, четырех глав, выводов, предложений производстсву, списка литературы, приложения. Работа изложена на 262 страницах машинописного текста, содержит 33 рисунка, .80 таблиц, 34 приложения. Список использованной литературы включает 253 работы, в том числе 37 работ иностранных авторов.

Весь объем проведенных исследований выполнен при непосредственном участии автора. В отдельные годы в проведении исследований принимали участие Солдат И.Е., Соловей И.Н., Пендюрин Е.А., Шептухова Л.Г., Нетребенко H.H. Анализы почвы и растений проводились под руководством кандидата химических наук Шатковской H.A. аналитиками Нерубенко Н.В., Цюпкой Т.Н, Кирюшиной А.И., Клименко М.В.. Сараевой

З.Б. Автор выражает им сердечную благодарность за оказанную помощь.

Дань особой благодарности за помощь оказанную в проведении исследований автор приносит !Ю.Г.Kapueijfl и П.Г.Акулову.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ГЛАВА I. Основные агроэкологические проблемы Центральночерноземного района России и пути их решения. (Обзор литературы).

В главе дается краткий обзор литературы по вопросу деградации черноземов России. Рассмотрены причины и масштабы развития водной эрозии почв в ЦЧР, дан аналиэ работ по защите почв от эрозии и фор- • жированию концепции адаптивно-ландшафтного земледелия. Проанализированы причины и источники загрязнения почв тяжелыми металлами. Рассмотрены проблемы нормирования содержания тяжелых металлов в почве и закономерности их накопления в растениях , а также вопросы детоксикации загрязненных почв.

ГЛАВА II. Условия и методика проведения исследований.

Исследования по агроэкологическому обоснованию применения авот-ных удобрений проводились в 1989-91 гг. на черноземе типичном, содержащем в пахотном (0-25см)слое 5.8 7. гумуса, 54 мг/кг подвижного фосфора и 94 мг/кг подвижного калия по Чирикову, pHckci)_ 6.3. В 1989 и 1991 г гидротермический коэффициент (ГТК) был блиэок к сред-немноголетним значениям, соответственно, 1.0 и 1.1. В 1990 г. ГТК составил 1.3.

Схема краткосрочного полевого опыта содержала 16 вариантов и представляла выборку 1/4 часть полного факториального эксперимента (4x4x4). В опыте изучалось четыре ( 0, 120, 180, 240 кг/га) довы аэотных, фосфорных и калийных удобрений и их равные сочетания.

Микропалевые исследования с меченой тяжелым изотопом авота натриевой селитрой проводились в сосудах без дна размером 45x22x100 см. В зависимости от задач исследований натриевая селитра в дозе

- б -

120 кг/га вносилась весной или осенью на следующее глубины почвенного профиля: 0-26, 25-60, Б0-7Б, 76-100 см. Повторнооть вариантов четырехкратная.

Исследования по влиянии традиционной и адаптивно-ландшафтной систем земледелия на продуктивность и экологическую устойчивость эрозионно-опасного агроценова проводились в 1994 - 98 гг. в многофакторном стационарном опыте. Вегетационные периоды 1994, 1996, 1998 гг. можно охарактеризовать как засушливые. ГТК составлял, соответственно: 0.70, 0.69, 0.73. В 1995г. ГТК вегетационного периода был близок к среднемноголетним значениям 1.04. Оамым холодным и влажным был вегетационный период 1997г., ГТК составил 1.30. Опыт расположен на склоне юго-западной экспозиции, крутизной 1 - 5°. Почва верхней части склона крутизной 1-3° представлена черноземом типичным, содержащем в пахотном слое 5.4Х гумуса, 74 мг/кг подвижного фосфора и 120 мг/кг подвижного калия по Чирикову, рН(Кс1)-Б.в. В нижней части склона крутизной 3-6° фоновой почвой является черно-8ем типичный слабосмытый , содержащий в пахотном слое 4.2Х гумуса, 56 мг/кг подвижного фосфора и 99 мг/кг подвижного калия,

РН(кс1)-б.4.

Традиционная система еемледелия построена на принципе прямолинейной организации территории. При этом весь склон крутизной 1-5°, используется под вернопропашным севооборотом.

Для ландшафтной системы земледелия с контурно-мелиоративной организацией территории характерно дифференцированное использование склона. Верхняя часть склона ванята вернопропашцым севооборотом, нижняя - вернотравяным . По контуру склона на рубеже 3° и б° расположены две трехрядные лесополосы с валами-канавами.

Повторность вариантов - двухкратная. Площадь делянок 0.2-0.6 га. Основная обработка почвы и посев проводились по контуру склона.

Таблица 1

Система применения удобрений и гербицидов в стационарном многофакторном опыте

Сельскохозяйственная культура Органические удобрения Минеральные удобрения, кг/га д В. Гербициды

Под -кормка N Перед посевом N Основное внесение

т/га N Р?05 к20

Зернопропашной севооборот

Ячмень 0 0 0 60 60 60 авадекс Зл/га, 2.4Д амин.соль 2л/га

Кукуруза 0 0 .0 80 80 80 ладдок 4л/га, бюктрил 1.5 л/га

Горох 0 0 ' 0 0 45 45

Оз.пшеница 0 25 0 70 70 70 бюктрил 2л/га

Сах.свекла 40 0 30 60 Зернотравяной 90 120 севооборот эптам 4л/га, лонтрел 0.5л/га, пирамин 2л/га, поаст 2л/га, бетанал Зл/га

Ячмень С 0 0 40 200 200 базагран 3 л/га

Люцерна 0 30 0 0 0 0

Люцерна 0 0 0 0 0 0

Оз.пшеница 0 25 0 70 70 70 бюктрил 1.5 л/га

Горох 0 0 0 0 0 0 агритокс 0.6 л/га

- в -

Система применения средств химизации,для тех вариантов где они использовались, представлена в таблице 1.

Исследования по разработке эколого-агрохимических основ адаптивных систем земледелия для агроландшафтов загрязненных тяжелыми металлами проводились в 1995-1998 гг. в микрополевых опытах. Использовались сосуды бее дна размером 63x63x30 см для пропашных культур и размером 40x40x30 см для культур сплошного сева. Тяжелые металлы вносили в слой почвы 0 - 25 см в виде растворимых солей.

Схема микрополевого опыта 1 содержала 22 варианта: . ООО, 100, 200, 300, 010, 020, 030, 001, 002, 003, 022, 202, 220, 222, 111, 113, 131, 133, 311, 313, 331, 333. Первая цифра в коде - уровень загрязнения почвы свинцом, вторая -цинком, третья - кадмием Повторность вариантов трехкратная. Схема микрополевого опыта 2 содержала 5 вариантов: О, 1,2, 3, 4. Цифра обозначает уровень загрязнении почвы медью (табл.2,3).

Определение агрохимических свойств почвы, качества сельскохозяйственной продукции проводили по общепринятым методикам. Определение изотопного состава азота проводилось на масс-спектрометре МИ-1201. Содержание тяжелых металлов в почве и растениях определяли атомно-абсорбционным методом. Экспериментальный материал обработан методом регрессионного анализа.

Таблица 2

Фоновое содержание тяжелых металлов в пахотном (0-25см) слое почвы опытного участка, мг/кг

Показатель РЬ Zn Cd Cu

Валовое содержание 21.0 47.0 0.97 16.0

Подвижный (1М НШз) 7.8 7.5 0.45 4.9

ПОДВИЖНЫЙ (ААБ с рН 4.8] 0.7 0.3 0.25 0.3

Таблица 3

Смоделированные в микрополевых опытах уровни валового содержания

тяжелых металлов в пахотном (0-25см) слое почвы, мг/кг

Уровни загрязнения РЪ 2п Cd Cu

1 151 267 2.97 148

2 281 487 4.97 280

3 411 707 6.97 412

1 4 -— . — — 544

ГЛАВА III. Эколого-агрохимические основы адаптивных систем земледелия для эрозионно-опасных агроландшафтов в ЦЧР России 3.1. Агроэкологическое обоснование применения азотных удобрений под сахарную свеклу в ландшафтном земледелии

Результирующим показателем, по которому оценивается эффективность удобрений, применяемых под сахарную свеклу, является выход сахара с гектара

В - 4.35 + 0.31N + 0.61Р + 0.16К - 0.07N2 - 0.08Р2; R - 0.97. где: В - выход сахара с гектара, т/га;

N, Р, К - дозы азотных, фосфорных и калийных удобрений в условных единицах, "1" соответствует доза удобрений 60 кг/га; R - коэффициент множественной корреляции.

Расчеты по данному уравнению показывают, что максимальный выход сахара (6.52 т/га) достигался при внесении N144P230K240. Оптимальным является применение под сахарную свеклу 100 - 120 кг/га аэота. В этом интервале доэ близкой к максимальной остается прибавка выхода сахара 340-370 кг/га и окупаемость кг азота удобрений сахаром -3.5 - 3.1 кг.

При внесении- нитратной формы азотных удобрений в пахотный слой

почвы ранней осенью (сентябрь) иэ расчета 120 кг/ra, уже черев два месяца потери азота составляли 22.1 X. В период времени с ноября по май потери авота составляли 8.7 X, а в период вегетации свеклы с мая по октябрь - 16.32 от внесенной дозы. К моменту качала вегетации свеклы основное количество авота удобрений 33.6Х располагалось на глубине 75-100 см.(табл. 4).

Таблица 4

Распределение азота натриевой селитры по профилю чернозема типичного при осеннем внесении удобрений в

пахотный слой почвы. X от внесенной дозы (средние данные за 1989-91 гг.)

Дата отбора проб Глубина отбора проб Потери

0-25 25-50 50-75 75-100 100-125 125-150 0-150

ноябрь 33.0 34.6 6.2 2.5 1.6 следы 77.9 22.1

май 6.3 5.6 9.3 33.6 12.1 2.2 69.1 30.9

сентябрь 7.9 6.1 3.7 2.2 1.2 1.2 22.3 47.0

Для того чтобы корректно решить вопрос об исподьБовании свеклой авота с равных глубин были заложены микрололевые опыты, где меченые авотные удобрения вносились в разные слои почвы перед посевом.В течение вегетации сахарная свекла испольвовала азот с глубины 50 -100 см в больших количествах, чем ив пахотного сдоя (табл.5). Потребление авота, расположенного на этой глубине, не приводило к ухудшению структуры урожая и снижению сахаристости корнеплодов. Азот с глубины 160 см свекла начинала потреблять во второй половине вегетации, поэтому он испольвовался непродуктивно (отмечалось увеличение доли листьев в обшей биомассе урожая и снижение сахаристости корнеплодов). Таким образом, в условиях юго-запада ЦЧР азотные удобрения под сахарную свеклу. целесообразно применять поздней осенью (ноябрь) в довах 100 - 120 кг/га.

Таблица 5

Баланс авота удобрений в зависимости от сроков и глубины внесения натриевой селитры, X от внесенного количества (.средние данные аа 1989-91 гг.)

Слой Коэффициент использования азота удобрений . Осталось в почве Потери

Удобрения внесены в сентябре

[0-25 30.7 22.3 47.0

Удобрения внесены в мае

0-25 52.7 26.0 21.3

25-50 57.5 26.9 15.6

50-75 59.8 25.3 14.9

75-100 65.5 20.9 13.6

3.2. Влияние традиционной и адаптивно-ландшафтной систем земледелия

на продуктивность и экологическую устойчивость эрозионно-опасного агроландшафта 3.2.1. Влияние систем земледелия на снегонакопление,сммв почвы и запасы влаги в почве

На склоне крутизной 1-5°, в среднем эа годы исследований, запасы воды в снеге при традиционной системе земледелия составляли 46 мм, а при ландшафтной системе - 53 мм.

В условиях традиционной системы земледелия смыв почвы стоком талых вод отмечался только на участке склона крутизной 3-5° при использовании в качестве способа основной обработки почвы вспашки поперек склона, его величина, в среднем составляла 1.84 т/га в год. В 1995 г. на посевах кукурузы, размещенных поперек склона крутизной 3-5°, отмечался смыв почвы в размере 2 т/га ливневым стоком.

В условиях ландшафтной системы земледелия среднегодовой смыв почвы стоком талых вод, в размере 0.3 т/га, отмечался на склоне

- 12 -

крутизной 3-5° при использовании вспашки поперек склона.

Использование плоскорезной обработки почвы приводило практически к полному прекращению смыва почвы стоком талых вод, как в условиях традиционной, так и в условиях ландшафтной систем земледелия:

В пределах зернопропашного севооборота прослеживалось влияние систем земледелия на вапасы влаги в почве. На склоне крутизной 1 -3° вапасы влаги метрового слоя почвы, определенные в первой половине мая, в среднем за годы исследований, в условиях ландшафтной системы земледелия были на 6 мм выше, чем в условиях традиционной .

3.2.2. Влияние систем земледелия на урожайность и качество сельскохозяйственных культур. В зернопропашном севообороте, который расположен в условиях традиционной системы земледелия на склоне крутизной 1 - 5° и в условиях ландшафтной системы земледелия на склоне крутизной 1 - 3°, при использовании удобрений ^оРбоКбо под ячмень урожайность верна повышалась, в среднем по вариантам опыта, на 0.48 т/га (14.IX). Одновременно увеличивалось содержание "сырого" протеина в верне на 1.1%. Очень эффективно было применение удобрений КвоРвоКво под кукурузу. Прибавка урожайности составляла 1.37 т/га (22.5%), а содержание "сырого" протеина в верне увеличивалось на 0.382. Горох слабо отвывался на внесение удобрений в дове Р45К45. Урожайность веленой массы увеличивалась на 1.15 т/га (14.52), а содержание "сырого" протеина имело тенденцию к увеличению. При использовании удобрений N70+25^701(70 под овимую пшеницу урожайность верна увеличивалась на 1.05 т/га (33.620, а содержание клейковины - на 3.32. Использование 40 т/га подстилочного навоэа и ИдоРдо^го под сахарную свеклу приводило к увеличению урожайности корнеплодов на 12.7 т/га (04.32) и снижению их сахаристости на 0.4% (табл.6,7).

Использование безотвальной обработки почвы бев применения гер-

Таблица 6

Урожайность сельскохозяйственных культур в условиях традиционной системы земледелия, т/га

Способ обработки 1 почвы Удобрения Гербициды Ячмень Кукуруза на зерно Горох на зел. корм Озимая пшеница Сахарная свекла

[ Склон 1 - 3°

вспашка - - 3.29 6.08 8.34 3.21 14.4

вспашка + - 3.85 7.62 9.62 4.16 28.6

¡вспашка + 3.47 6.13 8.15 3.42 16.0

вспашка + + 3.94 7.65 9.41 4.31 29.1

беаотвал. - - 3.11 4.90 8.07 3.00 12.3

беаотвал. + - 3.77 6.36 9.10 3.96 24.2

безотвал. - + 3.08 6.08 7.90 3.20 14.8

бе»отнал. + + 3.83 7.55 9.16 4.23 26.4

склон а - .4°

венчика 2.12 5.91 7.40 2.03 10.3

вспашка + - 2.83 7.33 8.41 3.68 24.3

вспашка - + 2.14 5.98 7.60 2.75 11.5

вспашка + + 2.76 7.18 8.87 4.00 25.7

безотвал. - - 2.44 4.43 7.23 2.48 9.1

безотвал. + - 2.95 5.75 8.48 3.41 21.4

безотвал. + 2.77 5.82 7.63 2.65 10.7 1

безотвал. + + - 3.02 7.16 8.99 3.85 23.3 |

"-" бее использования средств химизации, "+" - с их использованием

Таблица 7

Урожайность сельскохозяйственных культур в зернопропашном севообороте в условиях ландшафтной системы земледелия, т/га

Способ обработки почвы Удобрения Гер-бици- ДЫ Ячмень Кукуруза на зерно Горох на зел. корм Озимая пшеница Сахарная свекла

вспашка - - 3.15 6.95 8.10 3.32 14.8

вспашка + - 3.53 8.16 0.94 4.38 28.7

вспашка - + 3.08 7.05 8.20 3.52 16.3

вспашка + + Я.61 8.36 9.35 4.66' 29.3

[безотвал. - 3.27 5.54 7.95 3.03 12.7

безотвал. + - 3.5Ь 7.12 9.10 3.98 24.2

безотьал. - -( 3.38 6.66 8.03 3.35 15.4

1 безотвал. -1- + 3.60 7.89 9.27 4.44 26.7

Таблица 8

Урожайность сельскохозяйственных культур в зернотравяном севообороте в условиях ландшафтной системы земледелия, т/га

Способ обработки почвы Удобрения Гербициды Ячмень Люцерна на зел. корм Люцерна на зел. корм Озимая пшеница Горох на зелен, корм

вспашка - - 1.78 19.1 14.4 3.16 8.51

вспашка + - 2.21 24.2 17.0 4.45 9.22

вспашка - + 1.75 19.3 14.3 ,3.34 8.40

вспашка + + 2.16 . 24.1 17.1 4.61 9.41

бевотвал. - • 1.78 19.6 14.8 3.23 7.60

беэотвал. + - 2.32 23.7 17.1 4.39 7.75

бевотвал. - + 1.95 20.2 14.9 3.50 7.90

безотвал. + + 2.39 24.4 17.4 4.73 8.45

бицидов приводило к существенному снижению, по сравнению со вспашкой, урожайности пропашных культур. Кукуруза снижала урожайность на 1.31 т/га (18.3%), а сахарная свекла - на 3 т/га (14.3%). При использовании гербицидов снижение урожайности на фоне безотвальной обработки почвы было выражено слабее.

Применение гербицидов было наиболее эффективно на фоне безотвальной обработки почвы. Урожайность зерна кукурузы увеличивалась на 1.12 т/га (19.1%), содержание "сырого" протеина повышалось на 1.3%. Урожайность пшеницы увеличивалась на 0.33 т/га (9.8%), содержание клейковины повышалось на 2.1%. Прибавка урожайности корнеплодов свеклы составляла 2.3 т/га (12.9%).

В условиях традиционной системы земледелия, на слабосмытой почве по сравнению с несмытой, урожайность ячменя снижалась, в среднем на 0.91 т/га (25.7%), кукурузы - на 0.35 т/га (5.3%), гороха - на 0.86 т/га (9.8%), озимой пшеницы - на 0.51 т/га (13.8%), сахарной свеклы - на 3.8 т/га (18.2%). Снижение урожайности зерновых культур сопровождалось уменьшением содержания "сырого" протеина в их продукции. При снижении урожайности сахарной свеклы отмечалось увеличение сахаристости корнеплодов.

В зернотравяном севообороте, расположенном в условиях ландшафтной системы земледелия на участке склона крутизной 3-5°, применение удобрений ^оРгооКгоо под ячмень с подсевом люцерны приводило к повышению урожайности, в среднем по вариантам опыта, на 0.43 т/га (23.4%) и снижению содержания "сырого" протеина на 0.9%. На фоне применения удобрений урожайность зеленой массы люцерны 1-го года увеличивалась на 4.6 т/га (23.4%), 2-го года - на 2.6 т/га (17.8%). Одновременно с повышением урожайности содержание "сырого" протеина в зеленой массе люцерны 1-го года снижалось на 0.33%, а в зеленой массе люцерны 2-го года - на 0.13%. Использование довы удобрений

М70+25Р70К70 под пшеницу повышало урожайность верна на 1.24 т/га (37.4%), а содержание клейковины - на 0.9%. На фоне применения удобрений отмечалась тенденция к увеличению урожайности зеленой массы гороха на 0.61 т/га (7.5%), при этом содержание "сырого" протеина практически не изменялось (табл.8).

При использовании вместо вспашки безотвальной обработки почвы наблюдалась тенденция к увеличению урожайности ячменя, люцерны и озимой пшеницы и снижению урожайности гороха.

Использование гербицидов было наиболее эффективно .на пшенице при использовании безотвальной обработки почвы. Прибавка урожайности составляла 0.31 т/га (8%). При внесении гербицидов, отмечалось увеличение содержания клейковины в зерне пшеницы и "сырого" протеина в зеленой массе гороха.

3.2.3. Продуктивность севооборотов в условиях разных систем земледелия.

В условиях традиционной системы земледелия среднегодовая продуктивность зернопропашного севооборота с учетом основной и побочной продукции без применения средств химизации и при использовании в качестве способа основной обработки почвы вспашки на несмытом черноземе (склон 1 - 3°) составляла 5.41 т/га к.е. (табл.9). На слабосмытой почве (склон 3 - 5°) продуктивность севооборота по вариантам опыта снижалась на 0.74 - 1.03 т/га к.е. (11.4 - 18.1%).

При использовании удобрений продуктивность севооборота увеличивалась на 1.79 - 1.97 т/га к.е. (35.9 - 41.1%) . Замена вспашки безотвальной обработкой почвы приводила к увеличению засоренности посевов и снижению продуктивности на 0.57 - 0.75 т/га к.е.(10.8 -11.5%) без использования гербицидов и на - 0.12 - 0.25 т/га к.е. (2.3 - 3.5%) при их применении.

Применение гербицидов на фоне систематического использования

Таблица 9

Продуктивность севооборота и баланс элементов питания

в условиях традиционной системы земледелия

Способ обработки почвы Удобрения Гербициды Продуктивность т/га к.е Баланс, ± кг/га Баланс гумуса, ± т/га

N Рг05 к2о

Склон 1-3°

вспашка - - 5.41 -271 -153 -310 -4.21

вспашка + - 7.32 15 241 121 1.05

вспашка - + 5.64 -259 -154 -298 -4.03

вспашка + + 7.48 30 238 141 1.15

безотвал. - - 4.75 -215 -142 -281 -4.65

беэотвал. + - 6.54 57 254 161 0.56

безотвал. - + ' 5.38 -256' -143 -286 -4.28

безотвал. + + 7.23 34 245 173 1.01

Склон 3-5°

вспашка - - 4.43 -241 -140 -446 -3.39

вспашка + - 6.46 76 250 -5 2.91

вспашка - + 4.61 -202 -139 -419 -3.27

вспашка + + 6.63 100 254 30 2.08

безотвал. - - 3.95 -164 -124 -278 -3.44

беэотвал. + - - 5.74 129 273 164 2.72

безотвал. - + 4.64 -179 -125 -264 -2.94

безотвал. + + 6.38 134 266 194 2.32

безотвальной обработки почвы приводило к увеличению продуктивности севооборота на 0.66 - 0.67 т/га к.е. (10.9 - 15.и), а на фоне вспашки - всего на 0.17 - 0.21 т/гп К.е. (Е.4 - 4.2Х).

В условиях ландшафтной системы земледелия продуктивность аер-нопроиашного севооборота, расположенного на участке склона крутив-ной 1 - 3°, была по вариантам опыта на 0.12 - 0.26 т/га к.е. (1.7 -А.ВТ.) выше, чеМ в условиях традициононной системы вемледелия (табл.10).

Продуктивность вернотравяного севооборота, расположенного в условиях ландшафтного ¡земледелия на участке склона крутизной 3 - Ь°, боа использований'средств химигииии на фоне вспашки составляла 2.74 т/гы к.е. При внесении удобрений продуктивность увеличивалась на 0.67 - 0.76 т/га к.о. ("4.1 - 27. ЭД. Способы обработки почвы существенного влиянии на данный показатель не оказывали. Тенденция к увеличению продуктивности оевооооритп на 4.И - 4.УХ отмечалась при использовании гербицидов ни фон» бмотвальной обработки почвы.

Ь среднем за первую ротацию, продуктивность склона коутиэной 1 ■■ Ь°, занятого иернопрошшшим еч.-мпоборотом в условиях традиционной системы земледелия по вариантам опыта составляла 4.3'1 - 7.06 т/га к.е., в то времл )ут продуктивность склони г. условиях ландшафтни о земледелия была ниже и ияменялась в пределах и.00 - Ь.62 т'га К.е. (табл.11). Самые незначительные изменения по продуктивности между системами земледелия 0.73 - 0.86 т/га к.е. (10.8 - 16.7%) наблюдались на вариантах, где удобрения не использовались. Сопоставлять по продуктивности варианты, где применялись удобрения, не вполне корректно, поскольку дозы удобрений в условиях ландшафтного земледелия были ниже, мри использовании в условиях ландшафтной системы земледелия, в среднем за год, 4 т/га навоза и дозы минеральных удобрений ИфэРбгКбб• продуктивность склона была на 21.1 - 25.67. ни-

Таблица 10

Продуктивность севооборота и баланс элементов питания в условиях ландшафтной системы земледелия

Способ обработки почвы Удобрения Гербициды Продуктивность т/га к.е Баланс, ± кг/га Баланс гумуса, ± т/га

N Р2О5 к2о

Зернопропашной севооборот (склон 1-3°)

вспашка - - 5.63 -283 -158 -286 -4.00

вспашка + - 7.4? -3 225 157 1.18

вспашка - + 5.77 -264 -157 -267 -3.86

вспашка + + 7.71 17 226 158 1.42

безотвал. - - 4.97 -236 -152 -267 -4.47

беэотвал. + - 6.69 53 239 171 0.69

безотвая. - + 5.64 -263 -154 -257 -3.99

безотвал. + + 7.35 27 240 195 1.15

Зернотравяной севооборот (склон 3- 5°) .

вспашка - - 2.74 167 -96 - -321 1.49

вспашка + - 3.49 220 147 -125 3.02

вспашка - + 2.77 152 -100 -331 1.58

вспашка + + 3.52 201 142 -128 3.11

безотвал. - 2.78 178 -96 -293 1.64

безотвал. + - 3.45 239 151 -87 2.96

безотвал. - + 2.90 152 -101 -296 1.88

беэотвал. + + 3.62 211 142 -101 3.29

Таблица 11

Продуктивность склона крутизной 1-5° и баланс элементов питания в условиях разных систем земледелия

Способ обработки почвы Удобрения Гербициды Продуктивность т/га к.е Баланс, ± кг/га Баланс гумуса ± т/га

N Р2О5 ' к2о

Традиционная система земледелия

вспашка - - 4.92 -243 -147 -378 -3.80

вспашка + - 6.89 45 245 58 1.98

вспашка - + 5.13 -231 -147 -359 -3.65

вспашка + + ■ 7.06 65 246 85 1.61

бевотвал. - - 4.35 -190 -133 -280 -4.05

бевотвал. + - 6.14 93 263 157' 1.64

безотвал. - ' . + 5.01 -218 -134 -275 -3.61

безотвал. + + 6.81 84 255 183 1.66

Ландшафтная система земледелия

вспашка - 4.19 -58 -127 -304 -1.26

вспашка + - 5.48 108 186 16 2.10

вспашка - + 4.27 -56 -129 -299 -1.14

вспашка + + 5.62 109 184 15 2.26

безотвал. - - 3.88 -29 -124 -280 -1.42

безотвал. + - 5.07 146 195 42 1.82

безотвал. - + 4.27 -56 -128 -277 -1.06

безотвал. + + 5.49 119 191 47 2.22

же, чем при традиционной системе земледелия, где применялось 8 т/га

навоза и ^5РеэК75-

3.2.4. Баланс элементов питания к гумуса в условиях разных систем земледелия

Результаты длительных опытов показывают, что воэделывание сельскохозяйственных культур при дефицитном балансе питательных веществ в почве приводит к постепенному истощению запасов органического вещества, общего азота, фосфора и калия (Минеев и др.,1979; Иванова, 1987; Каштанов, Евтушенко, 1997).

В ЦЧР вследствие недостаточного внесения органических и минеральных удобрений баланс гумуса, азота и калия всегда был дефицитным (Рудай, 1985; Шатилов и др.,1990). Баланс фосфора был положительным в период с 1976 по 1993гг. В настоящее время, в свяэи с резким сокращением применения удобрений, баланс элементов питания ухудшился.

В условиях традиционной системы земледелия, на склоне 1-5°, без применения удобрений, дефицит баланса гумуса и авота составлял, соответствено: 3.61 - 4.05 т/га и 190 - 243 кг/га . При внесении, в среднем за год, 8 т/га подстилочного навоза и N55 баланс гумуса и азота становился положительным, соответственно: 1.61 - 1.98 т/га и 45 - 93 кг/га. Баланс фосфора и калия без внесения удобрений складывался с дефицитом, соответственно: 133 .-'147 кг/га и 275 - 378 кг/га, а при использовании Р69К75 становился положительным - 244 -263 кг/га и 58 - 183 кг/га.

В условиях ландшафтной системы земледелия в зернопропашном севообороте баланс элементов питания складывался приблизительно так же как и при традиционной системе земледелия на участке склона крутизной 1-3°. в эернотравяном севообороте, благодаря наличию люцерны 1- го и 2-го годов пользования, даже без использования удоб-

рений достигался положительный баланс гумуса 1.49 - 1.88 т/га и азота - 162 - 178 кг/га. Баланс фосфора и калия формировался с дефицитом, соответственно: 96 - 101 и 293 - 331 кг/га. При внесении 33 кг/га азота положительный баланс этого элемента достигал 201 -220 кг/га, а баланс гумуса - 2.96 - 3.29 т/га. Использование дозы удобрений Р54К54 приводило к сокращению дефицита баланса калия до 87 - 128 кг/га и формированию положительного баланса фосфора в пределах 142 - 161 кг/га.

В целом, на склоне крутизной 1 - 5° в условиях ландшафтной системы земледелия без использования удобрений дефицит баланса гумуса составлял: 1.06 - 1.42 т/га, азота - 29 - 58 кг/га, фосфора - 124 -129 кг/га, калия - 277 - 304 кг/га. При внесении, в среднем по двум севооборотам ,4 т/га подстилочного напоза и довы удобрений ^дРегКвб - складывался положительный баланс гумуса 1.82 - 2.26 т/га, азота -108 - 146 кг/га, фосфора - 184 - 195 кг/га и калия - 15 - 47 кг/га. В 8ернопропашном севообороте на вариантах без использования удобрений содержание подвижного фосфора в пахотном слое эа ротацию уменьшилось на 9 мг/кг, а подвижного калия - на 11 мг/кг. При использовании удобрений содержание подвижного фосфора увеличивалось на 30 . мг/кг, а подвижного калия - на 17 мг/кг. В эернотравяном севообороте бев использования удобрений содержание повижного фосфора сокращалось на 7 мг/кг, подвижного калия - на 17 мг/кг. На фоне внесения удобрений данные показатели увеличивались, соответсвенно: на 23 и 7 мг/кг.

3.2.5. Биоэнергетическая оценка эффективности систем земледелия

Для биоэнергетической оценки был использован коэффициент энергетической эффективности, который покаэывает: во сколько раз энергия, содержащаяся в урожае сельскохозяйственных культур, больше энергии, вложенной в процесс их возделывания (Акулов, 1992).

В условиях традиционной системы земледелия коэффициент энергетической эффективности" по вариантам опыта изменялся в пределах 2.88 - 3.92(табл.12). При использовании удобрений на несмытых почвах отмечалась тенденция к уменьшению коэффициента энергетической эффективности, в среднем на 0.07..При использовании удобрений на слабос-ммтых почвах данный показатель, напротив, имел тенденцию к увеличению, в среднем на О.13. Применение в эернопропашном севообороте безотвальной обработки почвы приводило к снижению коэффициента энергетической эффективности, в среднем на 0.38, без использования гербицидов и на 0.07 при их внесении. Использование гербицидов было энергетически более выгодно на фоне безотвальной обработки почвы, коэффициент энергетической эффективности увеличивался на 0.34, тогда как на фоне вспашки данный показатель существенно не изменялся.

В условиях традиционной системы земледелия на слабосмытых почвах коэффициент энергетической эффективности на всех вариантах опыта пыл на 0.51 ниже, чем на несмытых почвах. Безусловно, это является следствием снижения урожайности на слаОосмьгшх почвах.

Ь условиях ландшафтной системы земледелия на склоне 1 -3° величина коэффициента энергетической эффективности была, в среднем на 0.16 выше, чем на склоне аналогичной крутизны при традиционной системе земледелия.

Ь зернптравяном севообороте коэффициент энергетической эффективности по вариантам опыта был в пределах 6.14 - 7.00, что значительно выше , чем в зернопропашном севообороте. Применение удобрений в зернотравянсм севообороте приводило к снижения данного коэффициента, в среднем на 0.48. На фоне безотвальной обработки почвы коэффициент увеличивался, по сравнению со вспашкой, на 0.29. Использование гербицидов было энергетически эффективно только на фоне безотвальной обработки почвы. Величина коэффициента энергетической

Таблица 12

Энергетическая эффективность систем земледелия

Способ основной обработки почвы Удобрения Гербициды Коэффициент энергетической эффективности Покаэатель производительности, Мдж/день/Гдж

1-3° 3-5° 1-5° 1-3° 3-5° 1-5°

Традиционная система вемледелия

вспашка - - 3.86 3.21 3.53 0.067 0.059 0.063

вспашка + - 3.84 3.38 3.61 0.109 0.108 0.109

вспашка - + 3.92 3.23 3.57 0.071 0.062 0.067

вспашка + + 3.83 3.39 3.60 0.112 0.107 0.110

беаотвал. - - 3.44 2.88 3.16 0.056 0.051 0.054

бевотвал. 1 + - 3.47 3.02 3.25 0,097 0.096 0.097

бевотвал. - + 3.78 3.33 3.55 0.066 0.064 0.065

бевотвал. + + 3.75 3.37 3.56 0.107 0.107 0.107

Ландшафтная система вемледелия

вспашка - - 4.08 6.56 4.74 0.072 0.085 0.079

вспашка + - 3.93 6.19 4.54 0.112 0.114 0.113

вспашка - + 4.09 6.50 4.74 0.075 0.090 0.083

вспашка + + 3.98 6.14 4.56 0.116 0.116 0.116

бевотвал. - - 3.66 6.87 4.52 0.061 0.087 0.074

беаотвал. + - 3.58 6.26 4.30 0.099 0.113 0.106

бевотвал. - + 4.05 7.00 4.85 0.072 0.092 0.082

бевотвал. + + 3.82 6.43 4.52 0.110 0.119 0.115

- 25 -

эффективности увеличивалась на 0.15.

В целом на склоне 1 - 5°, коэффициент энергетической эффективности в условиях ландшафтной системы земледелия по вариантам опыта изменялся в пределах 4.30 - 4.85, что существенно выше, чем при традиционной системе земледелия, где он был в пределах 3.16 - 3.61.

Более точную биоэнергетическую оценку системам земледелия можно дать испольэуя показатель производительности агроэкосистемы на единицу совокупного энергетического ресурса (Володин, Еремина, 1989; Каштанов, Щербаков, 1993).

На склоне 1-5°, производительность ландшафтной системы земледелия на единицу совокупного энергетического ресурса, была без использования удобрений в пределах 0.074 - 0.083, а при их применении изменялась в пределах 0.106 - 0.115 Мдж/день/Гдж. Производительность склона 1 - 5° в условиях традиционной системы земледелия составляла 0.052 - 0.067 без использования удобрений и 0.094 - 0.110 Мдж/день/Гдж при их применении.

Таким образом, расчеты энергетической эффективности систем земледелия на основе разных методов показывают, что ландшафтная система земледелия, по сравнению с традиционной, является энергетически более выгодной и имеет более высокую степень экологического совершенства.

ГЛАВА IV. Эколого-агрохимические основы адаптивных систем земледелия для загрязненных тяжелыми металлами агроландшафтов в ЦЧР России 4.1. Закономерности транслокации свинца в системе почва - растение.

Между валовым содержанием свинца в почве и содержанием его подвижных форм, определенных перед посевом изучаемых культур, обнаруживалась тесная связь, коэффициент множественной корреляции был в

пределах 0.90 - 0.99 . В течение трех лет исследований содержание подвижных . форм свинца в почве было достаточно стабильным. На естественном фоне в вытяжку ААБ с рН 4.8 переходило 3.3% валового РЬ, а в вытяжку 1М НЫОз - 37%. На исскуственно смоделированных уровнях загрязнения в вытыжку ААБ переходило 13.2 - 20.9% валового РЬ, а в вытяжку 1М НШ3 - 50.3 - 58.1% .

В опыте не выявлено негативного влияния изучаемых концентраций свинца на урожайность сельскохозяйственных культур. Между содержанием валового свинца в почве и концентрацией этого элемента в растениях наблюдалась тесная связь. Коэффициент множественной корреляции был в пределах 0.86 - 0.99 . На транслокацию свинца практически не влияло содержание в почве цинка и кадмия.

Транслокация свинца в клубни картофеля и корнеплоды кормовой и сахарной свеклы имела прогрессивный характер . Клубни картофеля накапливали свинец значительно меньше, чем корнеплоды свеклы. Например, при содержании в почве 411 мг/кг валового свинца концентрация этого элемента в клубнях составляла 2.98, в корнеплодах кормовой свеклы 4.60, в корнеплодах сахарной свеклы - 8.72 мг/кг (табл. 13).

Зерновые культуры накапливали свинец меньше, чем пропашные. При увеличении содержания свинца в почве его концентрация в зерне гороха, озимой пшеницы и ячменя увеличивалась линейно, достигая ^а максимальном уровне загрязнения почвы, соответственно: 0.93, 0.99, 0.73 мг/кг. Ячмень характеризовался наиболее высокой толерантностью к свинцу. В зерне и соломе этой культуры свинца накапливалось меньше, чем у гороха и пшеницы.

Содержание свинца в побочной продукции картофеля, свеклы и зерновых культур было значительно выше, чем в основной продукции.

Среди культур, продукция которых используется в качестве грубых

Таблица 13

Содержание свинца в растениях, рассчитанное по уравнениям регрессии, мг/кг абсолютно сухого вещества

Растение Часть растения пдк аду Уровень вагрявнения почвы РЬ л

0 (фон) 1 2 3

клубни Картофель . ботва 2.0 .20 1.01 2.31 1.27 7.23 1.93 8.48 2.98 8.63

Сахарная свекла корнеплоды ботва *"-- 20 33 1.54 4.22 1.83 б. 63 4.22 7.37 8.72 9.73

Горох верно солома 0.58 5.8 6.0 0.42 2.19 0.69 5.78 0.76 7.89 . 0.93 8.51

Гречиха "верно солома 0.58 0.40 3.60 1.70 13.40 2.40 20.70 2.95 26.60

Кормовая свекле; корнеплоды ботва --- 20 33 0.90 4.36 1.52 5.43 2.75 8.13 4.60 12.46

Кукуруз^ на силос — 20 0.78 1.16 1.53 1.91

Овимая пшеница зерно солома 0.58 5.8 6.0 0.45 0.98 0.63 1.56 0.81 2.43 0.99 3.61

[Ячмень верно солома 0.58 5.8 6.0 0.43 0.72 0.53 1.76 0.63 2.37 0.73 2.84

Люцерна 1 укос — 6.0 4.89 5.53 . 5.90 6.19

2 укос — 6.0 4.62 5.39 6.96 6.63

"Анализировалось необрушенное верно гречихи.

и сочных кормов, в наименьшей степени загрязнялась свинцом кукуруза на силос. Даже на максимальном фоне загрязнения почвы свинцом в кукурузе содержалось всего 1.91 мг/кг этого металла, что в 10.5 раза меньше МЦУ.установленного для сочных кормов. Люцерна характеризовалась достаточно высоким содержанием РЬ (4.82 - 4.89 мг/кг) на незагрязненной почве. Вместе с тем, при увеличении валового содержания РЬ в почве в 19.5 раза, содержание этого металла в сене увеличивалось всего в 1.2 - 1.3 раза.

Культурой,которая в больших количествах поглощает свинец из почвы, является гречиха. При увеличении содержания в почве валового свинца до 411 мг/кг, концентрация этого металла в необрушенном зерне увеличивалась в 6 раз, в соломе - в 7 раз и достигала В' зерне 2.95, в соломе - 25.58 мг/кг. Вынос свинца с урожаем гречихи на смоделированных уровнях загрязнения был в несколько раз выше, чем у других культур, хотя и составлял всего 0.021 - 0.024% от внесенной дозы этого элемента.

4.2. Закономерности транслокации цинка в системе почва - растение.

Между валовым содержанием цинка и содержанием его подвижных форм в почве, определенных перед посевом изучаемых культур, обнаруживалась тесная связь. Коэффициент множественной корряляции был в пределах 0.95 - 0.99 . Соотношение между валовым содержанием 1п и содержанием подвижных форм этого элемента в почве, в течение трех лет исследований, было достаточно стабильным. В вытяжку ААБ с рН 4.8,на естественном фоне, переходило всего 0.6% гп от его валового количества , а на смоделированных уровнях загрязнения - 21.6 -30.0% Количество Ъл извлекаемое 1 М ШОэ было значительно выше. На естественном фоне этим экстрагентом извлекалось 16% 2п от его валового содержания, а на смоделированных уровнях - 69.6 - 87%

В опыте не выявлено негативного влияния ивучаемых концентраций цинка на урожайность сельскохозяйственных культур. Между содержанием валового цинка в почве и концентрацией этого элемента в растениях наблюдалась тесная свявь, коэффициент множественной корреляции был в пределах 0.88 - 0.99. На транслокацию цинка в растения практически не влияло содержание в почве свинца и кадмия.

Среди пропашных культур наиболее толерантным к вагрявнению цинком был картофель. При содержании в почве 707 мг/кг валового 2п. концентрация этого металла в клубнях картофеля составляла 28 1. в кукурузе - 81.5 , в корнеплодах сахарной свеклы - 74.7, в корнеплодах кормовой свеклы - 98.2 мг/кг (табл.14). В ботве картофеля и свеклы содержание цинка было существенно выше, чем в клубнях и корнеплодах.

Среди зерновых культур в наименьшей степени загрязнялся цинком горох. При максимальном уровне загрязнения почвы этим металлом, его концентрация в зерне гороха составляла 46.2, в зерне гречихи -87.3, в зерне пшеницы - 96.9, в эерне ячменя - 116.1 мг/кг. Содержание 2п в соломе верновых культур, как правило, не превышало его содержание в эерне.

В сене люцерны 1-го укоса содержание 2п увеличиваюсь с 24.1 до 64.4 мг/кг, а в сене 2-го укоса - с 26.7 до 72.2 мг/кг. Более нив-кая концентрация 2п в сене 1-го укоса, вероятно, связана с явлением ростового "разбавления". Урожайность люцерны при 1-ом укосе была в 1.4 раза выше, чем при 2-ом укосе.

На смоделированных уровнях загрязнения с урожаем сахарной свеклы ьнносилось 0.044 - 0.066%, с урожаем гречихи, кормовой свеклы, озимой пшеницы и ячменя - 0.037 - 0.048%, с урожаем гороха и картофеля - 0.002 - 0.007% цинка от внесённого количества.

Таблица 14

Содержание цинка в растениях, рассчитанное по уравнениям регрессии, мг/кг абсолютно сухого вещества

Растение Часть растения пдк МДУ Уровень вагрязнения почвы 7х\

0 (фон) 1 2 3

клубни Картофель ботва 40 400 16.3 26.9 20.2 60.6 24.2 94.2 28.1 127.8

Сахарная свекла корнеплоды ботва -- 400 333 16.0 26.6 41.Б 76.1 61.0 110.7 74.7 130.3

Горох верно солома 58 58 60 28.0 16.3 34.1 27.9 40.1 36.1 46.2 40.7

Гречиха "зерно солома 58 --- 25.9 19.3 46.4 38.3 66.8 57.4 87.3 76.5

Кормовая свекла корнеплоды ботва 400 333 17.0 23.0 44.1 69.2 71.1 115.1 98.2 161.6

Кукуруза на силос — 200 25.4 44.1 62.8 81.5

Озимая пшеница верно солома 58 58 60 24.7 3.1 48.8 17.6 72.9 32.2 96.9 46.8

Ячмень верно солома 58 ' 58 • 60 21.7 17.4 34.7 30.3 65.8 61.2- 115.1 110.3

Люцерна 1 укос 2 укос — "" 60 60 24.1 26.7 37.5 59.1 50.9 69.2 64.4 72.2

"Анализировалось необрушенное верно гречихи.

- 31 ■•

4.3. Закономерности транслокжрм Андеия в системе почва • растяни«.

Между валовым содержанием кцдмил я содержанием его подвижных форм в почве, определенных перед посевом изучаемых культур, обнаружились тесная связь. Коэ^фипи-нт мчожестпеннпй корреляции был в пределах 0.86 - 0.99 .

В течение трех лет исследований содержание подвижных форм Сс1 в почве было достаточно стабильным. На естественном фоне в вытяжку ААВ с рН 4.8 переходило 25.77. валового Сд, а в вытяжку 1М НШз -4б.Г?%, На смоделированных уровнях загрязнения в вытяжку ААВ переходило 33.2 - 37.7% валового Сс1, а в вытяжку 1М НИОз - 80.1 - 94.1%.

Между содержанием валового 0с1 в почве и концентрацией этого металла в растениях отмечалась тесная связь. Коэффициент множественной корреляции был в пределах 0.80 0.99 . На транслокацию (У в сахарную и кормовую свеклу, гречиху влияло не только содержание ■(того метгшла в почве, но и концентрация в ней Ъх\. Цинк препятство-ги накоплению Сс1 ь этих растениях (табл. 15).

Таблица 15

Уравнения регрессии, выражающие зависимость между содержанием кадмия в почве и растениях

Сахарная корнеплоды 0.229 - 0.044гп + 0.12ЙСМ свекла

ботва 0.869 + О.Ь64Сс1 - 0.1Ь77.гА1

0.054К).078Си- О.ОО'.НлГ' и. О0^п(>] 0.99

О.МЮ + 0.?ЯГ,ГМ - 0.П4Гз'/.пСс1

Уравнение (л-гресеии

0.80

0.97

В уравнениях регрессии 2п- валовой цинк в почве, СУ- валовой кадмий в почве, доли ОДК.

Наиболее сильно Zn препятствовал транслокации Cd в растения сахарной свеклы. Например, при содержании в почве 6.97 мг/кг валового Cd и 47 мг/кг валового Zn концентрация кадмия в ботве составляла 2.72 мг/кг. Увеличение валового содержания Zn в почве до 707 мг/кг приводило к уменьшению концентрации Cd в ботве до 1.08 мг/кг т.е. в 2.5 pasa. Влияние Zn на транслокацию Cd в растения кормовой свеклы и гречихи было выражено Значительно слабее, а у большинства научаемых культур и вовсе не наблюдалось.

Концентрация Cd в растениях на естественном фоне содержания в почве Zn представлена в таблице 16. Среди пропашных культур (ва исключением кукуруаы) наиболее устойчивым к загрязнению кадмием был картофель. При увеличении уровня загрязнения почвы кадмием с 0.97 до 6.97 мг/кг концентрация этого металла в клубнях возрастала с 0.082 до 0.353 мг/кг, тогда как в корнеплодах сахарной свеклы увеличивалась с 0.283 до 0.666 мг/кг, а в корнеплодах кормовой свеклы - с 0.283 до 1.326 мг/кг. В ботве этих культур кадмия накапливалось значительно больше , чем в клубнях и корнеплодах. Например, на смоделированных уровнях загрязнения содержание Cd в ботве картофеля было в 8.2 - 11.1 раза выше,чем в клубнях,а в ботве сахарной и кормовой свеклы концентрация Cd была выше, чем в корнеплодах, соответственно: в 3.9 - 4.0 и 2.4 - 4.1 раэа.

Зерновые культуры накапливали Cd значительно слабее, чем пропашные культуры. При увеличении валового содержания Cd в почве от 0.97 до 6.97 мг/кг концентрация этого токсиканта увеличивалась в верне ячменя с 0.057 до 0.136, в зерне гречихи - с 0.089 до 0.209, в верне гороха - с 0.102 до 0.213, в верне пшеницы - с 0.076 до 0.364 мг/кг. Таким обравом, среди зерновых культур наиболее устойчивой к накоплению кадмия окавался ячмень, а наименее устойчивой -

Таблица 16

Содержание кадмия в растениях, рассчитанное по уравнениям-регрессии, мг/кг абсолютно сухого вещества

Растение Часть растения лдк МЯУ Уровень загрязнения почвы С<1

0 (фон) 1 2 3

клубни Картофель ботва 0.12 1 2 0.082 0.061 0.172 1.912 0.263 2.677 0.353 2.909

Сахарная свекла корнеплоды ботва ___ 1 2 г 0 0.283 1.129 0.411 1.660 0.538 2.191 0.666 2.723

Горох зерно 0.116 0 35 0.102 0.139 0.176 0.213

солома — 0 36 0.209 0.432 0.592 0.687

Гречиха *зерно солома 0.116 -- . _ 0.089 0.416 0.148 0.608 0.188 0.800 0.209 0.992

Кормовая свекла корнеплоды ботва --- 1 2 20 00 0.283 0.969 0.419 1.744 0.718 2.519 1.326 3.294

Кукуруза на силос — 1 20 0.149 0.216 0.283 0.350

Озимая пшеница зерно солома 0.116 0 0 35 36 0.076 0.183 0.154 0.459 0.250 0.607 0.364 0.625

Ячмень зерно солома 0.116 0 0 35 36 0.057 0.149 0.077 0.217 0.103 0.286 0.136 0.354

Люцерна 1 укос 2 укос --- 0 0 36 36 0.316 0.258 0.433 0.379 0.550 0.500 0.667 0.620 |

*Анализировалось необрушенное верно гречихи.

озимая пшеница. Концентрация Cd в соломе зерновых культур была в 1.7 - 4.7 раза выше, чем в зерне.

Среди основных кормовых культур наименее слабо накапливала Cd кукурува на силос. Концентрация в ней Cd даже на максимальном фоне загрязнения почвы составляла. 0.35 мг/кг, тогда как содержание этого металла в люцерне 1-го укоса составляло 0.6S7, а в люцерне 2-го укоса - 0.62 мг/кг.

Для решения практических задач мелиорации почв,загрязненных РЬ, Zn, Cd,необходимо знать уровни содержания этих металлов в почве,при которых продукция основных сельскохозяйственных культур загрязняется выше ПДК или МДУ. Рассчитанные по уравнениям регрессии уровни содержания подвижных (ААБ с рН 4.8) форм Pb, Zn, Cd представлены в таблице 17. Используя данные уровни, можно подбирать для возделывания на загрязненных ТМ черноземах наиболее толерантные культуры.

В качестве ОДК подвижных форм Pb, Zn, Cd для черноземных почв с рН > 5.5 целесообразно использовать уровни при которых происходит загрязнение продукции наименее толерантных сельскохозяйственных культур. По результатам исследований, за ОДК подвижных (ААБ с рН 4.8) форм Pb, Zn, Cd можно принять, соответственно: 19, 212, 0.7 мг/кг.

4.4. Закономерности транслокации меди в системе почва - растение.

Между валовым содержанием меди и содержанием подвижных форм этого элемента, в условиях опыта, обнаруживалась тесная связь. Коэффициент множественной корреляции был в пределах 0.98 - 0.99 .

В течение двух лет исследований, содержание подвижных форм Си в почве было достаточно стабильным. На естественном фоне в вытяжку ААБ с рН 4.8 переходило 2 X валовой Си, а в вытяжку 1М HNO3 - 31Х. При увеличении содержания валовой меди на смоделированных уровнях

Таблица 17

Концентрации подвижных (ААБ с рН 4.8) форм РЬ, 7п. Сй в черноземе типичном, при которых происходит загрязнение растениеводческой продукции выше ВДК и МДУ, мг/кг

РЬ

Превышение ЩЩ для пищевых продуктов

Картофель

клубни

>180

0.7

Горох

верно

>180

0.7

Пшеница

зерно

0.7

Ячмень

верно

103

2.0

Превышение МДУ для кормов

Картофель

клубни

>73

>180

>2.3

Сах. свекла

Горох

Корм, свекла

корнеплоды ботва

>73 >73

>180 >180

зерно солома корнеплоды Оотва

Кукуруза на силос

>73 22 >?3 >73 >73

>180 >180

>180

>2.3 1.6

>2.3 >2.3

2.2 1.2

>2.3

Озимая пшеница

Ячмень

Люцерна

верно солома зерно солома сено

>73 >73 >73 >73 55

92 >180 103 114 74'

2.2 0.7 >2.3 >2.3 1.0

вагряэнения, доля этого металла, извлекаемая ААБ с рН 4.8, закономерно возрастала с 5.0 до 18.2%. В 1997 г. в вытяжку 1М ДООз переходило 76.4 - 78.5 % Си от валового содержания. В 1998 г. при увеличении валового содержания Си доля подвижной формы этого элемента возрастала с 70.2 до 86.4% .

Существенного влияния уровня загрязнения почвы медью на урожайность изучаемых культур в опыте не установлено. Только при возделывании кукурузы на фоне содержания в почве 544 мг/кг валовой меди отмечалась тенденция к снижению урожайности.

В опыте отмечена высокая степень корреляции (1? - 0.89 - 0.99) между концентрацией Си в растениях и содержанием валовой меди в почве .

Ярко выраженной способностью поглощать Си из почвы характеризуется картофель. На естественном фоне концентрация этого металла в клубнях и ботве была примерно одинаковой , соответственно: 5.50 и 5.90 мг/кг. При увеличении валового содержания меди в почве до 544 мг/кг концентрация этого элемента в клубнях увеличивалась до 11.68, а в ботве - до 195.6 мг/кг (табл.18).

К растениям, которые достаточно сильно накапливают тяжелые металлы, относится сахарная свекла. На естественном фоне концентрация Си в корнеплодах составляла 3.82 мг/кг, а в ботве была в 2.4 раза выше - 9.18 иг/кг. Увеличение уровня загрязнения почв приводило к повышению содержания Си в корнеплодах до 25.7, а в ботве до 26.12 мг/кг.

Очень слабо поглощали Си из почвы горох, гречиха, кукуруза, озимая пшеница. При увеличении валового содержания Си в почве в 34 раэа, концентрация этого металла увеличивалась: в зерне гороха в 1.3 раза, в зерне гречихи в 1.6 раза, в кукурузе на силос в 1.9 ра-ва, в зерне озимой пшеницы в 1.2 раэа.

В настоящее время ориентировочно допустимая конценрация (ОДК) валовой меди в тяжелосуглинистых почвах с рН> Б,Б составляет 132 мг/кг, а 11ДК для подвижной меди - 3.0 мг/кг. в условиях нашего опыта, даже при валовом содержании Си в почве 544 мг/кг и содержании подвижной (ААВ) меди - 98.9 мг/кг, концентрация этого токсиканта в продукции изучаемых культур была значительно ниже уровня ПДК, установленного для пищевых продуктов и ИДУ, установленного для кормов. Таким обравом,уровень содержания в черноземах примерно 100 мг/кг подвижней мед и, иавлб|саомой ААВ, можно признать толерантным для изучаемых культур.

Таблица 18

Содержание меди в растениях, рассчитанное по уравнениям регрессии, мг/кг абсолютно сухого вещества

Растение Часть растения ПДК ВДУ Уровни загрязнения почвы медью

0 1 2 3 4 \

клубни Картофель ботва 20.0 120 5.50 5.90 5.96 53.30 7.14 100.80 9.05 148.20 11.681 195.601

Сахарная свекла корнепл ботва 120 200 3.82 9.18 9.29 10.42 14.76 13,66 20.23 18.89 25.70 26.12

Горох верно солома И.б 34.8 36.0 Б. 52 6.73 6.27 7.32 6.70 8.87 7; 09 11.38 7.15 14.84

Гречиха *8ерно солома 11.6 _ _ _ 3.78 2.83 3,96 3,07 4.41 3.68 6.15 4.66 6.17 6.01

Кукуруза на силос — 120 6.94 5.84 6.67 8.40 11.06

Озимая пшеница 1 зерно солома 11.6 34.8 36.0 2.96 1г37 3.09 1.48 3.21 1.77 3.34 2.24 3.47 2.68

"Анализировалось необрушенное верно гречихи.

4.6. Нитрация тяжелых металлов в почве.

На высокогумусных тяжелосуглинистых почвах с рН > 6.5 TU мигру-руют невначительно (Шильников и др.,1998).

Образцы для научения миграции Pb, Zn, Cd отбирались на вариантах 111, 222, 333 черев три года, а Си на всех вариантах черев два года после внесения в почву растворимых солей этих металлов.

В слое почвы 26 - 60 см, в зависимости от варианта опыта, обнаруживалось 5.4 - 6.9Z свинца ,5.4-8.0% цинка, 7.5 - 10.IX кадмия и 3.1 - 3.7Х меди от внесенного количества. В слой почвы 50 - 75 см мигрировало 0.3 - 1.2% свинца, 0.4 - 1.7% цинка, 0.6 - 1.6% кадмия, 0.6 - 1.42 меди. Практически все количество тяжелых металлов,мигрировавших в подпахотные слои,было представлено подвижной формой, переходящей в вытяжку 1М HNO3.

В целом следует констатировать, что размеры миграции Pb, Zn, Cd, Cu были незначительными, практически эти ТМ не вымывались ва пределы корнеобитаемого слоя основных сельскохозяйственных культур.

шводы

1. В адаптивно-ландшафтных системах земледелия сахарную свеклу необходимо размещать на водоразделах и склонах не круче 3°. Авотные удобрения под сахарную свеклу целесообразно применять повдней осенью в довах 100 - 120 кг/га. При этом потери ааота удобрений не превышают 26%, не наблюдается миграция нитратов за пределы корнео-битаемого слоя, достигается высокая окупаемость удобрений выходом сахара.

2. В условиях ландшафтной системы земледелия, основой которой является контурно-мелиоративная организация территории и ее дифференцированное испольвование, на склоне крутизной 1-6° юго-западной 8КСП08ИЦИИ, практически полностью прекращается смыв почвы, в сред-

нем на 7 мм повышаются запасы воды в снеге, на 6 мм увеличиваются вапасы влаги в почве. В условиях традиционной системы земледелия, которая базируется на принципе прямолинейной организации территории и при этом весь склон используется под еернопропашным севооборотом, предотвращение смыва почвы со стоком талых вод возможно только при использовании безотвальной обработки почвы, а при использовании вспашки поперек склона смыв почвы составляет, в среднем 1.8 т/га. При размещении пропашных культур по горизонталям склона крутизной 3-6°, не удается полностью предотвратить смыв почвы с ливневым стоком.

3. Размещение на слабосмытых черноземах (склон 3-6°) эернотра-вяного севооборота, бее использования удобрений, приводит к снижению продуктивности ландшафтной системы вемледелия, по сравнению о традиционной, на 10.8 - 16.7%. Однако при этом, более благоприятно складывается баланс гумуса, азота, фосфора и калия. В условиях опыта, дефицит'баланса азота составлял всего 29 - 68 кг/га, тогда как при обычной системе земледелия дефицит достигал 190 - 243 кг/га.

4. Продуктивность систем земледелия при использовании удобрений, определяется не только структурой севооборота, но и эффективностью выбранных дов удобрений. При использовании в условиях ландшафтной системы 8емледелия, в среднем 8& год, 4 т/га навова и дозы минеральных удобрений ^дРбгКвб. продуктивность склона была на 21.1 - 25.6% ниже, чем при традиционной системе вемледелия, где применялось 8 т/га навоза и Нб5РеаК73. В результате использования удобрений, в опыте достигался положительный баланс Гумуса и основных ®ле-ментов питания.

5. В ландшафтных системах вемледелия в зернопропашных севооборотах, использование безотвальной обработки почвы приводит к увеличению засоренности посевов и снижению продуктивности пропашных

культур, поэтому экологически оправдано и энергетически более выгодно в качестве способа основной обработки почвы под кукуруэу и свеклу применять вспашку. В зернотравяных севооборотах целесообразно в качестве способа основной обработки почвы использовать не вспашку, а безотвальное рыхление, при этом прекращается смыв почвы и не снижается продуктивность севооборота.

6. В результате проведения биоэнергетической оценки эффективности систем земледелия установлено, что затраты антропогенной энергии на производство единицы сельскохозяйственной продукции в условиях ландшафтной системы земледелия, примерно в 1.3 рава ниже, чем при традиционной системе, поэтому ландшафтная система земледелия является энергетически более выгодной.

7. В микрополевых опытах установлено, что через год после загрязнения пахотного слоя чернозема водорастворимыми солями Pb, Zn, Cd и Си, в дозах от 1 до 3 ОДК, в почве наступает динамическое равновесие между разными формами тяжелых металлов. В аммонийно-ацетатную вытяжку с рН 4.8 переходит 13.2 - 20.9% валового свинца, 21.6 -30.0% валоього цинка, 33.2 - 37.7% валового кадмия и 5 - 18% вала-вой меди. Тяжелые металлы достаточно слабо мигрируют вниз по профилю почвы. На четвертый год после загрязнения почвы в слое 25-50 см обнаруживалось 5.4- 6.9% свинца, 5.5 - 8.0% цинка, 7.5 - 10.1% кадмия, 3.1 - 3.7% меди от внесенной дозы. В слое 50-75 см содержание изучаемых тяжелых металлов находилось в пределах 0.4 - 1.7% от внесенной дозы.

8. Содержание в черноземе типичном 73 иг/кг подвижного свинца, 180 мг/кг подвижного цинка, 2.3 мг/кг подвижного кадмия и 99 мг/кг подвижной меди не приводит к снижению урожайности основных сельскохозяйственных культур.

9. Установлены математические зависимости между содержанием

свинца, цинка, кадмия, меди в почве и растениях, позволяющие с высокой надежностью (I? - 0.8-0.99) прогнозировать уровень загрязнения растениеводческой продукции этими металлами. Проведена оценка сельскохозяйственных культур по степени их толерантности к загрязнению тяжелыми металлами.

10. Впервые установлены уровни содержания подвижных и валовых форм тяжелых металлов в .пахотном слое чернозема, при которых продукция сельскохозяйственных культур загрязняется выше ПДК и МЛ У. Среди основных продовольственных культур наиболее устойчивой к загрязнению свинцом и цинком является картофель, а наиболее устойчивой к загрязнению кадмием - ячмень.

11. При разработке ОДК подвижных форм тяжелых металлов в почве целесообразно ориентироваться на значения, при которых наступает загрязнение продукции наименее толерантных сельскохозяйственных растений. Для чернозема типичного тяжелосуглинистого с рН > 5.5 за ОДК подвижных форм (извлекаемых ААБ с рН 4.8) свинца, цинка, кадмия предлагается принять, соответственно: 19, 0.7 мг/кг. ОДК подвижной меди составляет не менее 100 мг/кг.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для улучшения эровионно-гидрологического режима, повышения плодородия почв, снижения энергетических ватрат на единицу продукции в районах с высоким"удельным весом смытых почв предлагается внедрять адаптивно-ландшафтные системы земледелия, которые базируются на контурно-мелиоративной организации'территории.

2. Использование в сельскохозяйственном производстве черноземов, загрязненных тяжелыми металлами выше предлагаемых уровней ОДК, возможно только в рамках адаптивных систем земледелия. Основой которых является подбор наиболее толерантных к загрязнению тяжелыми металлами культур.

- 42 -

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Карцев Ю.Г..Кирикой Я.Т., Лукин C.B. Запасы питательных веществ в почве и действие удобрений// Химизация сельского хозяйства. -

1991,- N 10.- С.96-99.

2. Лукин C.B., Кирикой Я.Г., Карцев Ю.Г. Использование растениями сахарной свеклы минерального азота с различных глубин почвенного профиля типичного чернозема// Бюллетень ВИУА.- 1991.- N

. 106,- С.59-61.

3. Лукин C.B., Кирикой Я.Т., Карцев Ю.Г. Использование азота сахарной свеклой в зависимости от сроков и глубины внесения натриевой селитры// Доклады ВАСХНИЛ.- 1991.- N 11.- С.26-29.

4. Лукин C.B., Кирикой Я.Т., Карцев Ю.Г., Руделев Е.В. Использование сахарной свеклой меченого азота удобрений из разных слоев типичного чернозема// Агрохимия.- 1991.- N 11.- С.3-7.

5. Лукин C.B., Кирикой Я.Т., Карцев Ю.Г. Потребление свеклой азота натриевой селитры// Сахарная свекла.- 1992.- N 1.- С.33-35.

6. Карцев Ю.Г., Кирикой Я.Т., Лукин C.B. Определение размеров минерализации почвенного азота за вегетацию растений// Вестник сельскохозяйственной науки.- 1992,- N 1.- С. 151-154.

7. Лукин C.B., Кирикой Я.Т. .Карцев Ю.Г. Вынос азота, фосфора и калия с урожаем свеклы// Сахарная свекла.- 1992.- N 6.- С.16-19.

8. Лукин C.B. Трансформация и баланс азота удобрения при осеннем внесении на разные глубины типичного чернозёма// Агрохимия.-

1992.- N 12.- С. 3-7.

9. Лукин C.B. Влияние удобрений на урожайность и качество корнеплодов// Сахарная свекла.- 1993.- N 1.- С.11-12.

10. Карцев Ю.Г., Лукин C.B. Возможен ли новый способ внесения удоб-

- 43 -

рений// Сахарная свекла.- 1993.- N 3.- 0.13-14.

11. Акулов П.Г.. Аваров В. Ф., Лукин О.В. и др. Продуктивность сахарной свеклы в зависимости от способов основной обработки почвы и доз удобрений// Агрохимия. - 1994.- N 2,- 0.25-31.

12. Акулов П.Г., Лукин C.B., Ветрова В.А. Цены и эффективность удобрений// Сахарная свекла. - 1994.- N 5.- 0.2-3.

13. Акулов П.Г., Доценко A.C., Лукин О.В. Методическое обеспечение агроэкологического мониторинга для контроля блок - компонента почва// Химия в сельском хозяйстве.- 1995.- N li- 0.23-26.

14. Акулов П.Г., Лукин 0.В., Аваров В.Ф. и др. Энергетическая эффективность применения удобрений// Сахарная свекла.-109Б.- N9,-0. 10-12. .

15. Акулов П.Г., Лукин О.В., Солдат И.В., Соловей И.Н. Агроэкологи-ческий мониторинг в ландшафтном земледелии ЦЧЭ. Современные экологические проблемы провинции: Теэ. докл. Международного экологического форума.- Курск, 1995.- С. 4-5.

16. Лукин C.B., Соловей И.Н., Солдат И.Е. Урожайность сельскохозяйственных культур в условиях ландшафтного земледелия ЦЧЗ. Стабилизация развития АПК Центрального Черновемья на основе рационального использования природно-ресурсного потенциала: Tee. докл. научно-практической конференции, посвященной 150-летию со дня рождения В.В.Докучаева.- Воронеж, 1996.- 0.159-161.

17. Акулов п.Г., Лукин C.B. Потребление сахарной свеклой нитратного азота, мигрировавшего на равные глубины почвенного профиля// Почвоведение.- 1906.- N П.- 0.1385-1388.

18. Лукин C.B., Солдат И.Е., Соловей И.Н. Минеральные удобрения в условиях ландшафтного земледелия// Химия в сельском хозяйстве.-1996,- N 6,- 0.34-36.

19. Пендюрин Е.А., Лукин О.В, Влияние степени вагрявнения почвы

цинком на его поступление в растения// Бюллетень ВИУА.-1997.-. N 110.- С.47.

20. Лукин C.B., Долженко Н.К., Рындыч Л.П. и др. Продуктивность кукурузы в Белгородской области//Кукурува и сорго.- 1997.- N2.-С.2-4.

21. Лукин C.B., Солдат И.Е., Соловей И.Н., Чепелев Е.Д. Изучение ландшафтной системы земледелия в Белгородской области/Земледелие.- 1997.- N 4.- 0.17-18.

22. Лукин О.В., Солдат И.Е., Соловей И.Н., Шатковская H.A. Влияние степени загрязнения чернозема типичного цинком на качество сельскохозяйственной продукции. Проблемы антропогенного почвообразования: Тез. докл. международной конференции. М. : 1997.-Том 3,- С.153-156.

23. Лукин C.B., Акулов П.Г., Соловей И.Н., Солдат И.Е. Влияние удобрений на продуктивность сельскохозяйственных культур в условиях .ландшафтного земледелия. Совершенствование методологии агрохимических исследований: Материалы научной конференции -{Белгород, сентябрь 1995).- Изд. МГУ, 1997.- С. 207-213.

24. Лукин C.B., Солдат И.Е. Влиинйе степени смытости чернозема типичного на продуктивность зерновых культур в условиях Белгородской области. Вопросы повышения устойчивости зернового хозяйства в условиях Поволжского региона: Тез. докл. научно-практической конференции.- КинелЬ, 1997,- С.65-56.

25. Лукин C.B., Солдат И.Е. Эффективность удобрений в ландшафтном земледелии ЦЧЗ. Проблемы охраны и повышения плодородия почв на Северном Кавказе в современных экономических условиях: Тез. докл. научно-практической конференции.- Краснодар, 1997.-С. 102-103.

26. Лукин C.B., Солдат И.Е. Эффективность удобрений в условиях рае-

ных систем земледелия// Бюллетень ВИУА,- 1998.- N 111.----С.18-19.

27. Лукин C.B.. Солдат И.Е., Пендюрин Е.А. Транслокация кадмия в системе почва-растение. - Там же. - С.56.

28. Лукин C.B., Явтушенко В.Е., Солдат И,Е. Влияние удобрений на продуктивность зерновых культур в условиях разных систем земледелия. Агрохимические, агроэкологические и экономические проблемы и пути их решения при возделывании зерновых и других культур: Тез.докл. Всероссийского координационного совещания учреждений Географической сети длительных опытов с удобрениями 23-27 марта 1998г.- M.:1998.- 0.84-85.

29. Лукин C.B., Солдат И.Е., Пендюрин Е.А. Накопление кадмия в зерновых культурах. - Там же. - С.176-178.

30. Авраменко П.М., Шевелева М.А.. Лукин C.B. Закономерности накопления свинца, цинка и кадмия в горохе// Агрохимческий вестник.-1998.- N 2.- С. 16-17.

31. Лукин C.B., Солдат И.Е. Урожайность и качество зерновых при возделывании на эродированных почвах//3ерновые культуры.- 1998.-N 4,- С. 13-14.

32. Лукин C.B., Солдат И.Е. Накопление свинца, цинка и кадмия в сахарной свекле// Сахарная свекла. 1998.- N 6.- С. 13-14.

33. Лукин C.B., Солдат И.Е. Транслокация свинца в системе почва-растение// Доклады РАСХН.- 1998.- N 5,- С. 21-23.

34. Лукин C.B., Солдат И.Е., Шатковская H.A. Накопление свинца в растениях в зависимости от его содержания в типичном черноземе. Антропогенная деградация почвенного покрова и меры её предупреждения: Теэисы и доклады Всероссийской конференции. Т.2. М. : Почвенный институт им. В.В.Докучаева РАСХН, 1998. - С. 162 -164.

35. Авраменко П.М.. Лукин C.B. Тяжелые металлы в почвах Белгородской области// Агрохимический вестник,- 1908.- N 5.- С.13-14,

36. Лукин C.B., Солдат И.Е., Пендюрин Е.А. Закономерности накопления цинка в сельскохозяйственных культурах// Агрохимия. -1999.- N 2 - С. 86-89.

37. Авраменко П.М., Лукин C.B. Влияние уровня загрязнения почвы тяжелыми металлами на их накопление в картофеле и гречихе// Агрохимический вестник. - 1999. - N 2. - С.30-31.

38. Лукин C.B., Солдат И.Е., Нетребенко H.H., Шептухова Л.Г. Влияние уровня загрязнения почвы тяжелыми металлами на их накопление в зерновых культурах// Зерновые культуры.- 1999.- N 3.- С. 7-8.

39. Лукин C.B., Солдат И.Е., Шептухова Л.Г., Нетребенко H.H. Накопление тяжелых металлов в кукурузе и кормовой свекле в зависимости от уровня загрязнения почвы// Кукуруза и сорго. - 1999.-N 2 .- С. 2-3.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Лукин, Сергей Викторович, Москва

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ УДОБРЕНИЙ И АГРОПОЧВОВЕДЕНИЯ ИМ.Д.Н.ПРЯНИШНИКОВА

На правах рукописи

ЛУКИН СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ Кандидат биологических наук

ЭКОЛОГО-АГРОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АДАПТИВНЫХ СИСТЕМ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ ДЛЯ ЭР03И0НН0-0ПАСНЫХ И ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ АГРОЛАНДШАФТОВ В ЦЧР РОССИИ

Специальность 06.01.04 - Агрохимия

06.01.15 - Агроэкология

Диссертация на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Явтушенко В.Е,

Москва 1999

.„-у

>г)

£ ¿?

- 2 -СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.........................................................4

ГЛАВА I. ОСНОВНЫЕ АГРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЦЕНТРАЛЬНОЧЕРНОЗЕМНОГО РАЙОНА РОССИИ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ

(Обзор литераторы).......----............____........... 6

1.1.Основные виды антропогенной деградации почв............ 6

1.2.Причины и масштабы развития водной эрозии в ЦЧР........8

1.3.Приемы защиты почв от эрозии, концепция адаптивно-ландшафтного земледелия...............................14

1.4. Причины и источники загрязнения почв

тяжелыми металлами ................................... 19

1 „ 5.Нормирование содержания тяжелых металлов в почве......24

1.6.Накопление тяжелых металлов в растениях...............29

1.7.Детоксикация почв, загрязненных тяжелыми металлами....33 ГЛАВА II. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ............36

2.1.Климат ЦЧР и метеорологические условия в период проведения исследований...............................................36

2.2.Схема опыта и методика проведения исследований........42

ГЛАВА III. ЭКОЛОГО-АГРОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АДАПТИВНЫХ СИСТЕМ

ЗЕМЛЕДЕЛИЯ ДЛЯ ЭР03И0НН0-0ПАСНЫХ АГРОЛАНДШАФТОВ В ЦЧР РОССИИ......................................____51

3.1.Агроэкологическое обоснование применения азотных удобрений под сахарную свеклу в ландшафтном земледелии^!

3.1.1. Оптимизация доз азотных удобрений под свеклу........ 51

3.1.2. Трансформация азотных удобрений в почве в зависимости от глубины и сроков внесения........................ 54

3.2. Влияние традиционной и адаптивно-ландшафтной систем земледелия на продуктивность и экологическую устойчевость эрозионно-опасного агроландшафта.........63

3.2.1.Влияние систем земледелия на снегонакопление,

смыв почвы и запасы влаги в почве.....................69

3.2.2.Влияние систем земледелия на урожайность и качество

сельскохозяйственных культур____...................... в7

3.2.2.1. Урожайность и качество ячменя. ..................67

3.2.2.2. Урожайность и качество кукурузы на зерно и люцерны 1-го Еода пользования....................76

3.2.2.3. Урожайность и качество гороха и люцерны 2-во

вода пользования................................ ,93

3.2.2.4. Урожайность и качество озимой пшеницы...........102

3.2.2.5. Урожайность и качество сахарной свеклы и вороха. 114

3.2.3. Продуктивность севооборотов в условиях равных систем земледелия.............................................................125

3.2.4. Баланс элементов питания и гумуса в условиях разных систем земледелия............................____.... 132

3.2.5. Биоэнергетическая оценка эффективности систем

ГЛАВА IV. ЭКОЛОГО-АГРОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АДАПТИВНЫХ СИСТЕМ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ ДЛЯ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ

АГРОЛАНДШАФТОВ В ЦЧР РОССИИ......................... .153

4.1.Закономерности транслокации свинца в системе

почва - растение....____...____......... — .......... 153

4.2.Закономерности транслокации цинка в системе

почва - растение.....................................163

4.3.Закономерности транслокации кадмия в системе

почва - растение....____.............................171

4.4. Закономерности транслокации меди в системе

почва - растение..................................... 186

4.5.Миграция тяжелых металлов в почве....................192

ВУВОДЬ!» •1««авдаваза»*«>а>>а>>в>ссе£»сазвкава»аа>азз1£в*ве*ж1св** ЮБ

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.......................................198

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ...............................199

- 4 -ВВЕДЕНИЕ

Интенсивное сельскохозяйственное использование черноземов ЦЧР привело к их сильной антропогенной деградации (Каштанов, 1990; Акулов j 1992; Котлярова, 1996; Щербаков, Васенев, 1996; Милащенко,

1997). Среди основных видов деградации почв главенствующая роль ( принадлежит водной эрозии. В балансе пахотных земель ЦЧР эродированные почвы занимают 20.1Z, в том числе в Белгородской области -47.1% площади. Ежегодные потери гумуса, азота, фосфора и калия, в результате смыва в ЦЧР, составляют соответсвенно: 921, 43, 30, 228 тыс.т (Шатилов и др.,1990). В последние годы положение усугубляется резким сокращением применения удобрений, в результате чего баланс гумуса и основных элементов питания в земледелии ЦЧР стал сильно дифицитным. За счет снижения продуктивности земледелия на эродированных почвах зоны недобор продукции ежегодно в пересчете на зерно достигает 1.22 млн.т (Иванов, 1984).

В последнее время большое внимание стало уделяться еще одному виду деградации почв - их загрязнению тяжелыми металлами (Минеев,

1998). В России выявлено почв,загрязненных свинцом, цинком, кадмием и медью, соответственно: 519, 326, 184 и 1416 тыс.га (Кузнецов, 1997). По мнению А.П.Щербакова и И.И.Васенева (1996), сохранение современной тенденции накопления тяжелых металлов приведет к массовому загрязнению черноземов в течение ближайших 50 - 150 лет.

Задача предотвращения деградации почв и ландшафтов должна решаться в ракурсе экологизации хозяйственной деятельности, в особенности земледелия. На практике экологизация земледелия означает формирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия (Кирюшин, 1998). В настоящее время разработана концепция адаптивно-ландшафтного земледелия, предусматривающая комплексные меры по предотвращению деградации почв и созданию экологически устойчивых агроландшафтов (Каштанов, Щербаков, 1993, Кирюшин ,1994). Однако в ней не отражены

вопросы построения адаптивных систем земледелия для почв, подверженных загрязнению тяжелыми металлами, кроме того многие теоретические положения этой концепции нуждаются в экспериментальном подтверждении и уточнении с учетом региональных особенностей.

Основная цель исследований состояла в разработке научных основ построения адаптивных систем земледелия для черноземных почв, загрязненных тяжелыми металлами, и проведении комплексной оценки адаптивно-ландшафтной и традиционной систем земледелия при разной антропогенной нагрузке на эродированные черноземы.

В связи с этим необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить влияние традиционной и адаптивно-ландшафтной систем земледелия на эрозионно-гидрологический режим почв склонов.

2. Изучить влияние систем земледелия, способов основной обработки почвы, разных уровней применения средств химизации на урожайность и качество основных сель с кохозяйс твенных культур.

6. Изучить закономерности трансформации тяжелых металлов в почве.

7. Изучить закономерности транслокации тяжелых металлов в системе почва - растение.

8. Установить уровни содержания тяжелых металлов в почве, при которых продукция основных сельскохозяйственных культур загрязняется этими металлами выше ВДК или ЩУ.

- 8 -ГЛАВА I

ОСНОВНЫЕ АГРОЭКОЛОГИЧЕШШЕ ПРОБЛЕМЫ ЦЕНТРАЛЬНО -ЧЕРНОЗЕМНОГО РАЙОНА РОССИИ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ

(Обвор литературы)

1.1. Основные виды антропогенной деградации почв.

Экологические проблемы Центрального Российского Черноземья возникли не сегодня или вчера. Они постепенно накапливались в течение последних столетий - параллельно длительному и сложному процессу земледельческого и промышленного освоения этих благодатных территорий (Добровольский и др./1992). Современному агроэкологическому состоянию черноземов, в том числе и ЦЧР, посвящено очень много работ: И.Д.Рудай, 1985; А.Н.Каштанов, 1990; П.Г.Акулов,1991, 1992; О.Г.Котлярова, 1995; А.П.Щербаков, И.И.Васенев, 1996; Н.З.Милащен-ко5 1997 и др. Все перечисленные авторы отмечают, что наблюдается агрогенная деградация черноземов.

Под деградацией почв понимаются процессы и результаты изменений их свойств и естественных режимов, в совокупности приводящие к изменению функций почвы,как элемента экологической системы и снижению почвенного плодородия (Карманов, Булгаков, 1998). Деградация почв обусловлена как природными, так и антропогенными факторами. Наиболее часто деградация почв происходит при комбинированном воздействии этих факторов, причем антропогенное влияние создает предпосылки для резкой активизации природных воздействий.

В.И.Кирюшин (1998) выделяет следующие виды деградации почв: физическая (переуплотнение, дезагрегатирование и др.), физико-химическая (подкисление, подщелачивание, снижение поглотительной способности, буферности), биологическая (сокращение поступления в почву органического вещества, уменьшение численности и видового состава биоты, дегумификация, снижение биологической активности, почвоу-

томление), эрозия, дефляция, вторичное засоление, осолонцевание, заболачивание, загрязнение вредными веществами.

В документах конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992) дается следующее соотношение наиболее распространенных видов деградаций почв: водная эрозия - 56%, ветровая эрозия - 28%, химическая деградация (засоление, загрязнение) - 12%, физическая (уплотнение) - 4% (Каштанов и др.,1998).

В настоящее время все основные виды деградации почв в той или иной степени проявляются на черноземах ЦЧЗ.

Черноземы ЦЧР за последние сто лет потеряли около трети общих за,па,сов гумуса. Ежегодный дефицит баланса гумуса составляет 0.86 т/га (Щербаков, Васенев, 1996). Ежегодные потери гумуса в ЦЧР составляют более 920 тыс.т, в том числе в Белгородской области - 136 тыс.т. (Шатилов и др.,1990). На преобладающей территории России, в период с 1991 по 1996 гг., внесение минеральных удобрений уменьшилось в 7 раз, а органических удобрений в 5.5 раза. В связи с этим резко дефицитным стал баланс азота, фосфора и калия (Кулешов, 1998).

В ЦЧР 48.9% площади пашни относится к категории кислой (Мила-щенко, Акулов, 1990). Четко выраженная тенденция к подкислению пахотного слоя черноземов отражается в темпах приращения площадей кислых почв - на 0.6% в год. Это является результатом периодического промывания верхней части профиля и резко отрицательного (-80...-90%) баланса кальция в земледелии (Щербаков, Васенев, 1996).

Широкое распространение среди степных черноземов получили процессы ощелачивания и засоления. Слабое нарастание солесодержания отмечается в верхней части профиля этих почв и более значительное нарастание - в нижней части. В составе солей меняется соотношение

О™» _ — _

ионов; возрастает доля Ыа , 30^ , 01 и снижается доля Оэ/- и

■ - 8 -

HG03~. Наблюдается увеличение поверхностной зоны вымывания солей. Происходит размываниеи перемещение вниз по профилю зоны аккумуляции гвдрокарбоната кальция (Козловский, 198?) . Слабая степень со-лонцеватости почвы отмечена на 110.6 тыс.га пашни, средняя и сильная - на 115.7 тыс.га.

В исследованиях А. П. Щербакова и Й.И.Васенева (1996) отмечается статистически достоверное уплотнение пахотных и подпахотных горизонтов черноземов, деградация их структуры с резким снижением содержания агрономически ценных и водопрочных агрегатов.

Главенствующее место среди основных видов деградации черноземов занимает водная эрозия. Это связано; во-первых, с ее широким распространением, во-вторых, с громадными размерами причиняемого ею экономического и экологического ущерба. В последнее время больше внимание уделяется проблеме загрязненияпочв, в том числе и черноземов, тяжелшми металлами (Ягодин у l§8§j Минеев, 1992,1998) . Отличие-тельная особенность этих двух ввдов деградации ашаоочается в шоб-ратимоети вызываемых ими последствий. Есликислуюпочву можно нейтрализовать , засоленую- расеолить, солонцеватую - разсолонцевать, уплотненную - разуплотнить, то превратит эродированную почву в неа-родированную уже невозможно, практически нельзя снизить валовое содержание тяжелых металле® -в загрязненных почвах.

1.2» Причины » масштабы развития водной эрозии в ЦЧР.

Водная эрозия почв - это разрушение водой верхнего плодородного слоя почвы, смыв его частиц и их осаждение в новых местах (Сигов, Щурыгина, 1987). Водная эрозия проявляется в виде плоскостного смыва, при котором почваудаляется споверхностипослойно или в виде струйчатых размь1вов под влиянием мелких струй воды о последующш выравниванием поверхности обработкой и в веде линейного -размыва под влиянием концентрированных водных потоков, сопровождающихся ростом

промоин и оврагов (Сурмач, 1992). В зависимости от вида стоковых вод водную эрозию подразделяют на эрозию, вызванную талыми, дождевыми или ирригационными водами (Кауричев, 1989).

Исследованиями эрозионных процессов занимались видные отечественные ученые А.С.Козьменко, 1938; С.С.Соболев, 1948; В.П.Мосолов, 1949; В.Р.Вильяме, 1950; С.И.Сильверстов, 1949; М.Д.Ерауде, 1965; Л.А.Арманд, 1963; А.С.Скородумов, 1970; М.Н.Заславский, 1983 и др.

Водная эрозия почв является результатом сложного взаимодействия многих природных факторов в условиях хозяйственной деятельности человека. Среди природных факторов важнейшими являются рельеф местности, геологическое строение, особенности почвенного покрова, растительность, климатические и гидротермические условия. Однако, главная причина развития эрозии - неправильное использование земельных территорий человеком.

Центрально - Черноземный район относится к регионам России со сложным рельефом и большой величиной местных базисов эрозии. Например, на Калачской возвышенности густота овражно-балочной сети составляет 1.2 км/км2, а максимальные величины местных базисов эрозии достигают 190 - 200 м . По данным О.Г.Котляровой (1995),между эродированное тью областей ЦЧЗ и расчлененностью их территории установлена прямая корреляционная связь, Для Белгородской области коэффициент корреляции составляет 0.352. Усиление эрозионных процессов в ЦЧР вызвано и тем, что 49.1% пашни находится на склонах различной крутизны (табл.1). С увеличением крутизны склона значительно повышается смыв почвы * Например* в условиях Белгородской области, с увеличением крутизны склона южной экспозиции с 2° до 6°, смыв почвы на зяби увеличивается^ в среднем, с 4.5 до 37 т/га (Ерауде, 1965).

Интенсивность эрозионных процессов во многом определяется протяженностью склонов . Влияние длины склонов в условиях зоны столь

Таблица 1

Характеристика пашни по наличию склоновых земель и фактическому проявлению водной эрозии, (по данным Каштанова, Евтушенко, 1997; Здоровцова, Солошенко, 1991)

Регион Площадь пашни, млн.га Б том числе на склонах % Всего - смытых почв Б том числе, %

До 1° 1 -3° 3 - 5° > 5° слабо средне сильно

Россия 119.35 54.5 35.8 6.9 2.5 22.0 18.1 3.6 0.3

ЦЧЗ 10.62 50.9 36.3 9.8 3.0 20.1 16.5 3.0 0.6

Белгородская область 1.64 23.9 ^^ Я ёВ 26.0 7.9 47.1 36.7 7.5 2.9

же энаиителыгох - кщсииАвивйие т крутизны. Средняя длина склонов составляет 400 м, амплитуда колебаний 100 - 2500 м (Ерауде, 1965). Наиболее длинные и пологие склоны характерны для Тамбовской и юго-восточной части Воронежской области, длинные и крутые - для районов , расположенных, на Калачской и Средне - Русской возвышенностях. В значительной мере интенсивность эрозионных процессов зависит от формы склона. Прямые склоны имеют ровную крутизну на всей протяженности и наибольший смыв наблюдается в нижней их части. На выпуклом склоне наибольшая крутизна и максимальный смыв имеют место также в нижней части. При вогнутом профиле_наиболыиий смыв наблюдается в верхней наиболее крутой части склона, а в нижней -создаются условия для аккумуляций материала.

Склоны световых экспозиций характеризуются большим смывом почвы, чем склоны теневых экспозиций. По данньм С.М.Селиверстова (1949),на склоне южной и юго-восточной экспозиции сильносмытые почвы составляют 19%, слабо- и среднесмытые - 24%, на склоне северной и северо-западной экспозиции - соответственно, 7 и 15% .

Среди основных антропогенных факторов эрозии в ЦЧР следует выделить разрушение уникальных лесостепных ландшафтов, нарушение оптимальной структуры угодий (пашни, луга, леса), распаханность территории до 80 - 90%, несоответствие структуры угодий и посевных площадей, технологий обработки почвы и посева, систем машин природным условиям и прежде всего рельефу (Каштанов, 1990).

Сочетание природных и атропогенных факторов явилось причиной огромных масштабов, которых достигла эрозия почв в ЦЧР (табл 1).

В ЦЧР, где вода находится в первом минимуме, с пашни склонов ежегодно стекает 2.6 млрд м3 талых вод, а с ней выносится 32 млн т мелкозема (Евтушенко, 1988). Потери гумуса и питательных элементов в ЦЧР и Белгородской области представлены в таблице 2. Среднегодо-

Таблица 2

Потери гуцуса и питательных веществ со смытой почвой, тыс.т

Авторы Гумус N.. РЕО5 К20

Центрально-Черноземный район

Здоровцов и ДЕ > , (1991) 1245*3 93.1 48.

Информация о работе

Лукин, Сергей Викторович
доктора сельскохозяйственных наук
Москва, 1999
ВАК 06.01.04

Диссертация

Эколого-агрохимические основы адаптивных систем земледелия для эрозионно-опасных и загрязненных тяжелыми металлами агроландшафтов в ЦЧР России - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы