Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эволюция потенциального плодородия черноземных почв центральных и южных районов Русской равнины

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Эволюция потенциального плодородия черноземных почв центральных и южных районов Русской равнины"

ХАРЬКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕН!^ ИНСТИТУТ ИМ. В ЛЮКУ ЧАЕМ

о&а

На правах рукописи

ВОРОНИН Виктор Иванович

УДК 631.44.577.4

ЭВОЛЮЦИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНОГО ПЛОДОРОДИЯ ИНОЗЕМНЫХ ПОЧВ ЦЕНТРАЛЬНЫХ и Ш1ЫХ РАЙОНОВ . РУССКОЙ РАЕНЙНЫ

Специальность 06.01.03 - почвоведение

//¿¿у

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Харьков-1989

Работа выполнена на кафедре почвоведения Воронежского ордена Ленина государственного университета имени Ленин -ского Комсомола и в научно-производственном объединении "Нива Ставрополья" (народнохозяйственный план Совета Министров РСФСР Jfî 562 от 1972 г., номер государственной реги -страции 710292265 , 01.82.009133? и 01.83.0081961)

Официальные оппоненты: член-корр.АН МССР, доктор биологических

наук, профессор Унгурян В.Г. доктор биологических наук, профессор Розанов Б.Г.;

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Муха В.Д.

Ведущее предприятие Украинский научно-исследовательский

институт почвоведения и агрохимии имени А.Н.Соколовского

Защита состоится V "__198 г. в "_" часов

на заседании специализированного совета Д, 120,21.01 при Харьковском ордена Трудового Красного Знамени сельскохо -зяйственном институте по адресу: 3I2I3I, г Харьков, п/о Коммунист I, учебный городок.

С диссертацией мокно ознакомиться в библиотеке института 312131 ., г.Харьков и/о Коммунист I , учебный городок

Автореферат разослан "_"_198 г.

Ученый секретарь спеииали- с <-v* И.А.Шеларь

зированного совета,

капдилат сельскохозяйственных

наук, доиент

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕЙГСТИКА РАБОТЫ

Ратаниями ХХУ11 съезда КПСС и разрвботаннэй партией Продовольственной программой доставлена з&аача всемерного повы-иоиия эффективности сельского хозяйства , дальнейшего роста продуктов земледелия на основе применения зональных научи0 обоснованных систем ведения хозяйства.

Разработка и совершенствование системы земледелия непосредственно связаны о применением интенсивных евиоборотов на основе широкого использования высокопродуктивных сортов культурных растений. Это обусловливает дее более интенсивную эксплуатация ресурсов, оказывает глубокое воздействие на ход процессов в почве, меняет характер их направленности.

Актуальность проблем». При интенсивном ведении сельского хозяйства проблема сохранности изначального плодородия , восстановления зтапности его прохождения, становится все* более актуальной. Дальнейшее эффективное использование тамрс угодий затруднено ввиду отсутствия дополнительных знаний о составе , свойствах и направленности почвообразовательного процесса.

Возникает необходимость оценки последствий агротехнических приемов при длительном использовании пашни не по суммарному вековому влиянип их во времени, а о? каждого конкретного приема в более короткие временные отрезки. В этих условиях необходимо иметь научно обоснованные прогнозы состояния элементов в почве. Отсюда вытекает актуальность углубленного изучения поведения в более сжатые временные отрезки химических элементов и путей их регулирования.

Состояние изученности вопроса. В исследуемом регионе южно выделить следувадве этапы проведения работ по установлению изменения валовых величин элементов в почве:

1. Влияние суммарной "вековой" эволюции почв(Горбунов Н.И., 1963; Петков И.А., I96S; Воронин В.И., 1970, 1971 а,б ; 1973; 1975; 1977; 1978; 1979 а, б; 1980, I98I, 1982, 1984, 1985 а, б, в; 1986, 1987; Адерихин П.Г., Беляев А.Б.,1974).

2. Краткосрочное (до 10 лет ) влияние возделываемых культур. (Воронин А.Д., 1962; Мзнучаров A.C., 1971).

3. Влияние высокой культуры земледелия (до 10 яет)госу -дарственных сортоиспытательных участков (ГСУ) на состояние

б йогеохимического состава почвы (Винокуров М.А., Корнилова А.И., 1972).

На основании этих выполненных работ нельзя оценить долг влияния конкретного фактора на изменение величины валового содержания химических элементов, его чередования и продолжительности, как в исследуемый период так и я отдален -но временном отрезке. Разновидность почвенного материала,вовлекаемого в исследование, приводила к увеличению пространственной, Еиутру.прсф'.льной вариабельности почвенных коупо -иентсв. Это способствовало повышению величины ошибки опре -деления и затрудняло доказательство различия между валовой величиной химических элементов на уровне вероятности 0,95 .

В данных условиях било очень трудно (или чаще всего невозможно) обобщить и интерпретировать получаемые данные, обособить отдельные микропрецессы и выявить их роль в об -щам почвообразовательном процессе. В результате чего воз -растал объем выполняемой работы, что не способствовало дальнейшему , углубленному изучению эволюции потенциального " плодородия почв. До сих пор нет работ в исследуема« регионе по установлению влданкя агротехнического приема (уровень химизации, набор культур, звеньев севооборотов, орошения и др.) на эволюцию валового химического состава почв.

Цель и задача исследований. Основная цель исследований-теоретичеейое обоснование возможности выявления направлен -ности изменения системы типоморфных элементов при временном влиянии (от 10 до 70 лет) однотипных агротехнических прие -мов; выяснение причинности снижения производительной силы почвы.

В процессе проведения лабораторных и полерых иоследо -П8кий были поставлены и решены следующие задачи:

- обоснование теоретического и методического подходов в установлении изменения валового содержания четырнадцати химических элементов в укороченном временном воздействии ( от 10 до 70 лет) однотипных агротехнических приемов в кратко -срочных, длительных и многолетних стационарах;

- установить начальный срок направленности изменения почвообразовательного процесса;

й

- выделить стадии существования систем элементов, выбрать методы их определения, установить ряды замещения в

системе , разработать диагностику изменений в них, на!метить пути устранения взаимной блокировки;

- установить зависимость локального химического состава почвы и продуктивности сельскохозяйственных культур от однотипных агротехнических приемов;

- разработать и испытать модели по оперативном1/ контролю гумусового режима пота, подвижности основных элементов

и валового содержания одиннадцати химических элементов;

Ня защиту выносится:

т. Еалансовс-экосистемный подход в оценке эффективности однотипных агротехнических приемов по 14 химическим элемен -там во временном диапазоне от 10 до 70 лет, их комплексному состоянию с определением в них конкретных элементов-лидеров со свойственной им стадией функционирования. На этой основе оцениваются действующие ягроприемы, осуществляют разработку проектных решений, и, в случае необходимости, изыскивают дополнительные мероприятия по оптимизации условий сохранения и воспроизводства почвенного плодородия.

2. Положение, согласно которому формируемый комплекс биогеохимических элементов выступает определяющим фактором состояния внеэкономической системы "человек - производство-природные ресурсы" с различными стадиями экологических пос -ледстЕИй почвенного плодородия.

3. Обоснование наличия этаиности процессов минерализации и гумификации органического вещества почв, уровня продуктив -ности, выращиваемых культур в зависимости от комплекса биогеохимических элементов.

4. Теоретические положения и методические подходы к исследованиям в укороченном временном диапазоне комплекса элементов, совокупность которых можно квалифицировать как важное перспективное направление в познании -геохимии ландшафтов, направленности почвообразовательных процессов и контроля изначального и существующего плодородия почв.

теоретический вклад и научная новизна I. Для условий

центральных к южных районов Русской равнины впервые разработаны и проверены в 12 стационарах методически« основы холя -чественных изменений величин четырнадцати химических алемен-тоа, играющих основную роль в почвенной сбалансированности я равновесности в укороченном временном влиянии от 10 до 70 лет конкретного агротехнического приема (черный иар, коно -культура, севообороты с одним и двумя урожаями я год кок с дозами удобрений так я без таковых, участки с розным содер -жаниом целины, лесных культур). Ранее.исследования проводились только по отдельны* элементам на разнородных , территориально-разобщенных объектах без строгого учета и разгрэни -чения влияния возделываемых культур, их продолжительности уровней химизации зь суммарный "вековой" срок (как правило более 100 лет) их воздействия.

2. Уо'ановленз периодичность и очередность определения элементов, в диапазоне 10-70 лет выявлено локальное и зональное формирование участкоэ почв о нарушенной компоновкой элементов, установка лидеров элементов и их спутников,стадии существования лидеров с рядами замещения z их взаимовлхя -нае внутри система. Ранее эти вопросы не изучались.

3. Расширен набор химических элементов, оказывающих влияние на гумусовый режим почв, продуктивность и качество сельскохозяйственной ородухкиа. Ранее подобные исследования проводилась только с азотом, фосфором и калием.

4. Разработаны модели по оперативному контролю гумусового ракша почв, подвияности фосфора, железа, марганца, стронция я валового содержания одиннадцати химических элементов» Твкие модели получены впервые.

I. Выявленный 15-летний срок начального изменения у 14 элементов, позволяет оценить однотипные агротехнические приемы по их влиянию яа содержание того или иного элемента,свое -временно вычленить участки с нарушением в соотношении химического состава почв, установить влияние севооборотов на состояние почвенного плодородия как в полевой эксперименте так и до вето, фиксировать плодородие а заданном временном периоде, уточнять лодтиповые принадлежности почв и проводить районирование территорий с учетом экологических последствий.

Применение принципиально новой методики учета совокупно-

го влияния факторов на состояние элементов позволяет контролировать почвенную сбалансированность й равновесность -< почвы , уточнять и выявлять степень изменений величин элементов в условиях интенсификации сельскохозяйственного производства! предвидеть последствия от химизации, орошения, набора воэда -лываемых культур. Выявленная цикличность в определении величин элементов Са, Мд, Ре , л(, 1/а, К, Мп позволяет сократить себестоимость проводимых работ в научных учреждениях на 760 тыс.руб. а год.

2. Постоянное и направленное обеднение почвенных профилей химическими элементами отмечено при возделнваняи интен -сивных культур (сахарная свекла, кукуруза, картофель, озимая пшеница, горох, овео, ячмень). В зависимости от времени их возделывания и процентного насыщения в севооборотах форми -руются локальные и зональные участки с нарушенной компонов -кой химических элементов.

3. Величина взаимосвязи локального химического состайа почвы с гумусовым режимом, продуктивностью сельскохозяйственных культур позволяет оценить (на новом уровне) существующие компенсационные мероприятия по восстановлению исходного уровня химического состава почвы.

4. Проводимый текущий контроль за величиной химических

элементов с помощью моделей обеспечит не только своевремен -ное применение компенсирующих мероприятий, но и а держание оптимального состояния подвижности химических элементов,гумусового режима почв и в целом ее потенциального плодородия.

Реализация результатов исследования. Результаты работы по прогнозу состояния направленности изменения естественного (потенциального) плодородия почв включены в раздел "Агропро -мышленный комплекс Комплексной программы НГП Северного Кавказа на период 1986-20Ш гг. " республиканского научного оовета по проблемам научно-технического и социально-экономического прогнозирования (РИСП) АН СССР и Госплана РСФСР.

Методические разработки и выводы нашли применение в проектных материалах Ставропольского филиала "Кубаньросгипро-ем" , краевой станции химизации. Ставропольского агропромышленного комитета через методические указания по системе ведения сельского хозяйства. Разработки находят применение а про-

изводстве . Внедрены а совхозе "Темижбекский", в колхозах "Россия" , им.Ленина Новоалександровского , колхозе "Победа" Петровского районов Ставропольского края.

Материалы диссертации л четырех монографий использава-ны при чтении курсов "Биогеохйкия" , "Биологический круго -ворот веществ" , "Редкие и рассеянные элементы", "Общее земледелие ", "Агрохимия" , "Основы земледелия" $ учебном про -цессе Воронежского и Мордовского государственных универси -тетов.

Апробация Работы. Основные результаты исследований докладывались на республиканских , союзных совещаниях, конференциях, выездной сессии БАСХНШ1, съездов почвовздов и годов; ■ конференциях Воронежского , Мордовского госуниверситета, НПО "Нива Ставрополья" к Ставропольского СХИ.

■ Публикация ъелультатов исследования. По результатам выполненных исследований опубликованы 44 научных работ,об-щгы объемом 45,8 п.л. в том числе 4 монографии и 2 брошюры.

Структура и объем работы. Диссертация изложена ка 294-страницах машинописного текста, содержит 120 таблиц, 2 рисунка и согтоит из введения, 5 глав, выводов, рекомендаций про-ивьодству, 166 наименований использованной литературы и 36 приложений.

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОЗДНИЯ

Объектами исследования бьиш черноземы (оподзоленные,выщелоченные, типичные, обыкновенные) и лугово-каштаковыз почвы следующих стационаров:

- 2 стационара профессора Лебедянцева А.Н., заложенные в I9I2-I9I3 гг. на территории Орловской (б.Шатиловской) областной сельскохозяйственной опытной станции, со сроком продолжительности стационара до отбора почвенных проб - 67 лэт;

- стационар профессора .Большакова А.Ф., заложзнный на территории Курского государственного заповедника им.Алехина В.Б. Срок продолжительности стационара до отбора почвенных проб - 37 лег;

- 2 стационара профессора Проотякова Е.Е. и стационар монокультуры кукурузы, заложенные на территории Кзбардпно -

Балкарской сельскохозяйственной опытной станция. Срок про -должительности стационара до отбора проб - 31 и 18 лет;

- стационар под лесной растительностью с возрастом сосны 25, 50 и 100 лет;

- стационары "Докучаевский оазис" с.Таловое Воронежской области с зоной влияния лесной растительности".

Для фиксации начальных стадий преобразования элементов использованы 10-летние стационары;

- 2 стационара Агеева В.В., заложенные на территории Карачаево-Черкесской областной сельскохозяйственной опытной станции. Срок ведения стационаров до отбора почвенных ггроб -II лет;

- стационар Гасенова Г.Г., заложенный на территории ОПХ им.Кирова Дагестанского научно-исследовательского института сельского хозяйства. Срок ведения стационара до отбора поч -венных проб - II лет;

- 2 стационара Хомко З.Г. я Рындина В.М., заложенные•на территории Ставропольского научно-исследовательского института сельского хозяйства (НПО "Нива Ставрополья").

В установлении количе венных изменений потенциального плодородия почв был использован набор четырнадцати химических элементов (кальций, магний, железо, алюминий, марга -кец, калий, азот, фосфор , натрий, цинк, стронций, литий , медь, титан). Этот набор элементов может выполнять по нашему мнению, как основную роль в поддержании равновесного состояния исследуемого вида плодородия так и позволит понять сущность взаимодействий, которые возникают между вносимыми удобрениями, почвой, орошением, составом сельскохозяйственных биогеоагроценозов, временем использования территорий и другими процессами.

Для решения поставленных задач применены морфо-ганетл -ческие и почэенно-агроцомьческяе методы анализа почвенного профиля как почвы в целом, так ее гранулометрических фрак ций. Наиболее широко были использованы следующие методы: сравнительно-аналитический,стационарный,поленой,маршрутно-по-левой,матемагического моделирования и дисперсионного анализа.

Для проведения исследовании с точностью от I до % использованы методы атомно-адсорбционный, нейтронно-активационный,

эмиссяонно-спектроскопический с электро-термической автоматизацией.

В общепринятую методику по установлению пределов изменения валовых величин химических элементов нами внесены следующие добавления:

- отказ от отбора почвенных цроб с территориально-разобщенных угодий (пашня-целина; пашня - лео; почва колхоза, совхоза - почва госсортоучастка) и их отбор только с делянок краткосрочных, долгосрочных и многолетних стационаров;

• - расширение набора, •химических элементов до четырнадцати (вместо трех: азота, фосфора, калия) с учетом предвидения их поведения и состояния в зонах почвенных профилей в зав -симости от нвбора культур в севооборотах (картофель , кукуруза, подсолнечник, сахарная свекла, озимая пшеница, ячмень,горох и др. ) ;

- строгий учет однотипности воздействия агротехнического приема;

- использование коэффициента вариации в качестве объект» исследований;

- современные аналитические методы;

- отбор почвенных проб в конце сроха вегетации возделы -ваемых культур;

- расчет содержания химических элементов с учетом фактической доли каждой почвенной фракции для каждой местности;

Не зная процесса цикличности в изменении величин элементов за период меньше 100 лет мы применили 10, II, 17, 18,20, 23,37, 41, 50, 70-летнлй непрерывный срок воздействия конкретного агротехнического приема. Отбор проб по всем стационарам проведен под одной культурой (озимая пшеница), с единым механическим составом почв (тяжелосуглинистый). Полевые пробы взяты и» вскрытых почвенных разрезов за исключением стационаров профессоров Лебедянцева А.Н. и Большакова А.Ф.(бурение). От -бор образцов осуществлен по генетическим горизонтам с глубин 0...20, 30...40, 60...70, 100,.Л10, 140...150, 190...200 см. Это позволило сравнивать по точному методу (Полыноз Б.Б..Панин U.C., 1968, 1976) количественные изменения элементов в разных почвенно-географических зонах центральных и южных районов Русской равнины.

Глубина отбора проб осуществлялась в строгом соответствии с методикой, ранее разработанной нами для отбора почвенных проб на территории Европейской части СССР в предыдущих семи экспедициях. Отбирались индивидуальные образцы (12 об -разцов строго ао второй повторности каждого варианта) и смешанные (составленные из 12 индивидуальных образцов для слоя 0...20 см , а для глубинных составляли из 3-4 проб отобран -иых по стенкам почвенного разреза).

Механический , минералогический состав, валовой азот , фосфор, калий, гумус определяли общепринятыми методами, Ре -зультаты обработаны с помощью ЭВМ ЕС-1020.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Трансформация биогеохимической системы

элементов в почве современного почвообразования

От совокупного взаимодействия факторов влияния в почве может образовываться система элементов, адекватная их воз -действию. Хатактер и направленность изменения таких систем зависит от: Пнабора возделываемых культур; 2)наименьшего остатка биомассы на полях при урожае свыше 25 ц/га; 3)превышения отчуждения биомассы над их остатками в поле; 4)возни -какщих условий блокировки катионов и анионов; 5)отсутствия компенсирующих мероприятий в севооборотах по восстановлению и поддержанию расхода катконизировйнной группы зольных (почвенных Элементов.

Учитывая различную потребность культур в элементах пи -тания для формирования своей биомассы и зная величину их выноса с поля товарной частью урожая (зерно, солома или стебли) можно определять количественное изменение за заданный отрезок времени, используя для этого аппаратурное оснащение с той или иной разрешающей способностью.

Общее отчуждение биомассы у кукурузы составного с одного гектара за 10 лет 1123 ц или на 461 ц больше чем у озимой пшеницы. Для этого ей потребовалось в В раз больте натрия , в 4,4 раза кальция и в 6,4 раза магния чем озимой пшенице.

Такое различие характерно и по другим элементам. Повышенное потребление элементов привело . снижению за 10 лет в слое 30...40 см кальция на 2 - натрия на 0,9 и алюминиь на 1,5 г/кг почвы. Насыщение ею четвертого севооборота до 10 аОдей привело к снижению алюминия с 42 до 13,8 г/кг почвы в слое 0...20 см , с 34,9 до 11,5 в слое 30...40 см и с 40 до 10 г/кг почеы в слое 60...70 см. Величине натрия уменьшилась с 5,5 до 1,7 в слое 0...20 см и с 6,3 .то г/кг почяы в Слое 30.,.40 см почвы (табл.1).

Таблица I

Влияние монокультур и севооборотов на изменение епловой величины химических элементов в почвенном профиле, г/кг почвы (стационар ГосапоЕа Г.т.)

Глубина, см Монокультур«_Севообороты

псеилца зГУРУ~ ^ЕСр~ перЕЫЙ третий

Алюминия

0...20 42,0 32,3 18,3 22,8 47,1

30...40 34,3 33,5 II,Б 19,6 48,4

60...7^ 40,0 Натрия 37,1 10,0 17,8 49,6

0...20 5,5 5,5 1,7 1,9 5,1

30...40 6,3 Кальция 3, 1,8 3,9 5,3

0...20 6,5 6,9 13,9 15,9 1.5

30...40 4,9 2,9 6,5 10,0 1,5

60...70 6,4 3,5 4,5 ге,5 4,0

Различие в потреблении железа степной растительностью по сравнению с озимой пшеницей создало предпосылки к сни -жен/ю за 23 года в почвр валового железа. Ежегодное кошение степ/ и удаление биомассы снизило его содертание с 29009 -30057 до 14500-16000 мг/кг почвы в слое 0...40 см почин, а периодическое удаление биомассы с участка раз в 4 года до 20000-22500 мг/кг и монокультуре озимая пшеница до 23000 -23500 мг/кг почци. Магния также больше расходовалось (с

6С30 до 1550-1990 мг/кг почвы) при ежегодном удалении биомассы с участка стопи, меньше под озимой пшеницей (табл. 2).

ТаОлнцо 2

Состояние валового количества химических элементов, мг/кг почвы (Курский заповедник км. Алахина В.В.)

Анализируемая__Варианты

глубина, см исходное раз в 4 еже - монокуль-

в _ 1956 г. года годно тура о: мая ш пинг

Железа

0...20 Х057 20000 ' 14500 23500

30...40 29009 22500 16000 23000

60...70 29568 19374 ' 18000 22500

100 ..но Э0756 17000 15000 25500

140...150 32224 15500

190...200 34950 14500

Магния^

0...20 6030 ' 3900 1930 4550

30...40 6030 3750 1550 4700

60...70 6392 4418 1550 3200

100Х..1Ю 5663 4000 1700

Азота

0...20 4500 3600 3700 2800

30...40 2800 2400 2200

60...70 2800 1700 1700

1^муса

0...20' 73800 69100 60300 50200

Примечаниэ: х по Афанасьевой Е.А., 1936

Другой набор культур в стационаре профессора Лебедякцег-ва А.Н., дозы внесенных удобрений привели также к различному изменению валового железа за 38 лет в профиле почв (табл. 3). Данное различие в его содержании по горизонтам 7 почвенных профилей вызвано разным уровнем поглощения степной расти -тельнсстью, культурами севооборота, а также дозами внесенных органических и минеральных удобрений. Элемент железо являет-

Таблица 3

Изменение валового содержания железа за 38 лет в стационаре профессора Дебедянцева А.Н.

Содержание по горизонтам,_мг/яг почвы йСР=1870 мг/кг Варианты *"фзкт =24,52 , тз(зД-=1,8-_

0., .20 30...40 0...40 60. ..70 100.. .110 0...1Ю

Зацелиненная залель: Исходное1 содержание в

1940 г. 48231 48930 48531

в 1978 г. 34500 28000 36250 36522 31500 32631

440 т/'га навоза 2800О 30000 29000 31000 32500 30375

220 т/гэ навоза 27000 27500 27250 30000 31500 29000

1400 кг/га фосфоритной

муки 26500 2'Л5иО 27000 28500 25500 27000

1655 кг/га суперфосфата 23247 23500 23374 26500 ¿8000 25312

Без удобрений 25000 26000 25500 26500 26000 25500

Примечание: х Колтакова П.С., 1966 г.

ся примесью в навозе и фосфоритной муке. Нет его в суперфос-фэте! Получение урожая за 33 лет з варианте с суперфосфатом снизило его величину с 48581 до 23374. мг/кг гточьы в слое 0...ч0 см.

Зацелиненная залежь, начиная с пятидесятых годов, ежегодно косится и с нее удаляют биомассу, что привело за ЗУ лет к снижению железа в слое 0...40 см с 48531 до 3625 мг/кг почэы по сравнению с его содержанием в т.340 году.

Изучение химического состава почвы этого стационара позволило сделать вывод, что эталоном при выявлении изменения содержания элементов, в том числе я железа, мокет слу -ллть только исходное содержание в 1940 г. Тот Ев ечвод характерен и для Курского заповедника с его классическими вариантами.

Установлены ряды изменения химических элементов за 67 лат по вариантам:

Без удобрений 7/ (2,40)* 7и (12,37)* Яе (25,56)* Ае (33,69)* Лп(48,52)* /С (43,90)*«» (53,13) ¿Ь(7в,21%)',

1665 кг/га суперфосфата (3,36)*Л< (3,74)*Ф (7,25)* 71" (Т6,08)*К (22,СЗ)*Д^(Э0,41) (30,66) *А/?(43,31)*Л/«, (5С,42£).

1665 кг/га суперфосфата + 220 т/га навоза - 7? (16,05)* & (22,14)*г« (22,65)* ¿¿(34,16) *Лм(44,64)*^/(4? 42)*£ (50,61) сСк (52,02) ¿¿«(64,56#).

Следовательно, в длительных стационарах дая эталона .равнения в изыеневии содержания элемента может бить только его исходное содержание в почве.

Доказательством надежного использования исходного содержания в качестве эталона сравнения служит отношение элементов натрия, калия, железа, алюминия к магнию. Ряды отношения этих элементов в стационаре профессора Лебедян-

цева А.Н. следующие: УА к • И

мц

I.Исходное содержание, 1940 г. 1,93 2,42 7,75 16,40

2.3ацрлинснная залежь, 1378 г. 2,32 2,53 5,11 23,11

3.Варианты с навозом: 3,93 5,37 13,90 39,4]

4,Варкаяты с суперфосфатом: 9,85 11,15 25,61 72,21

5.Варианты с фосфоритной мукой: 11,73 14,93 31,80 94,28

6.Без удобрений : 13,46 17, 69 39,23 83,35

3.2. Формирование локальных и .зональных участков по биогеохимическому составу элементов

Существование таких участков зависит от агротехнических приемов (дозы и виды удобрений, набор культур в севообороте) и продолжительности их воздействия (табл.4).

' Приведенные данные показывают, что содержание магния , марганца, натрия, калия, железа и.алюминия больше зависит от виде, севооборота , его звена, монокультуры, чем от содержания в почве физической глины и илистой фракции.

Этот складывающийся химический состав будет оказывать влияние на последующую продуктивность возделываемых культур . Поэтому , на таких участках следует предусматривать компенсирующие мероприятия не только по азоту, фосфору и калию, но и по магнию, марганцу, натрию,железу , алюминию и др. лементам.

Существующая специализация и концентрация в размещении и возделывании основных сельскохозяйственных культур приводят к наличию вокальных участков с пониженным содержанием в поч -венных профилях химических элементов . Наибольшее снижение величин элементов отмечено при несении одних минеральных удобрений от 68-925? в Волго-Вятской, против 4-59% в Северо-Кав -казском регионе. Ряда изменения элементов следующие: К Т' <¿¿I Мй^^Са' Уа; Сй^МлСТ* I К

Внесение органо-минеральных удобрений задержало их снижение и оно составило в Мордовии 12-49%, в Кабардино-Балкарии 12-40%. Ряды изменения элементе приобретают следующий струк -турнкй вид: А^Т» СШи^а. = ^а = Си = Ре<К •

Си^ СесМи ¿-К =у/а ¿Са

Для поддержания заданного уровня элементов или восстановления их исходного содержения следует применять солому озимых, яровых зерновых культур, стебли подсолнечника, кукурузы, ботвы сахарной свеклы, предусматривать замену в сортности и наборе культур, вносить органические удобрение (табл. 5).

Внесение растительных остатков необходимо для передовых хозяйств с высокой степенью зафосфачивания , где содержание подвижного фосфора достигает 40-85 мг/кг почвы. Снижение его уровня может быть достигнуто железом, алюминием, кальцием рас-

Таблица 4

Формирование локальных участков по химическому составу по воздействиям монокультуры и типов севооборотов в слое 0..Л40 см почвы

севоо^оротыЫ'3венья' ностьР^ Содержание фракций,%

Содержание, мг/кг почвы

* 0,01 мм с0,001 мм маг- ма^ган-натрия калия железа алюми-

количе- ния ство _

С. короткой ротацией 288 80,33 31,91 883 667 С промежуточными

культурами 360 77,04 45,15 1590 840

Монокультура - кукуруза 144 66,59 34,84 370 7Ь0

С длинной ротацией 216- - 62,12 36,30 710 1180

Звено севооборотов 360 55,75 32,77 1651 376

10803 15373 37773 28346

5880 2770 46770 60500

13400 9670 39290, 37740

5650 9490 14632 30860

9007 10050 27208 73180

тигельных остатков, которые будут блокировать его избыточное содержание.

Таблица 5

Пути и средства компенсации химических элементов в севообороте (горох, 3 поля озимой пшеницы,ячмень, кукуруза, подсолнечник, сахарная свекла)

Элементы

Баланс элементов, кг/га

после I ро-

при замене

внесение зерновых

соломы ку.тьтур

горохо-овсяной смесью вико-о веяной смесью в а-х полях 20 т/ га навоза Б ¿-X полях +сидераты-*-40 т/га на-воза+стеб^и кукурузы

Азот -803 -791 -729 -255 +105

Фосфор -109 -134 -115 - 5 + 18

Калий -439 -567 -357 + 38 + 70

Кальций -I0S4 -792 -492 -465 +187

Магний - 80' - 63 - 54 ~ 56 + 18

Серь - 124 -124 - 80 - 8 + 15

Натрий - 157 -154 -142 - 94 +■ 3

Железо ♦ 13 * 17 + 5 + 24 + 31

Алюминий ♦ II + 17 + 9 + 9 + 31

Кремний - 127 -123 -146 +273 + 71

3.3.Ряды замещения элементов

При анализе группы элементов выявляются различные связи какдого из них с тем или иным компонентом почак. Данные связи ^проявляются по определенным интервалам, с наличием пробелов между ними. Эти пробелы будут создавать возможность входа или выхода элементов из системы , группы элементов.Низкая связь исслв,дуемых немл элементов будет создавать условия дая обменных реакций. От каждого долговременного приема формируется свой ряд элементов.

Для эецелиненной зал ем с 1912 года стационара профессора Лебедянцева А.Н. он следующий: Са ¿.'¿¿Л ¿-А* ^УйЛ^'е^ Ш Да А Г , а в процента/. - 70, 76; 78, 98; 98, 04; 99,09;

99,30; 99,47; 99,73; S9,92; 99,95; 99,99.

Для дозы навоза 220 т/га : a ¿ К ¿ C«¿%H¿JÍUf kit. Mn¿ Fe¿Ca BÜ - 39,27 ; 90,91; 97,66; 99,18; 99,59 ; 99,64;99,76; 99,97; 99,98; 99,99.

Для дозы суперфосфата 1400 кг/га: Са ¿ t- Ми ¿ Cn¿bt¿Fe¿Va¿ К в % - 86,53 ; 90,09 ; 94,30; 97,34 ; 98,49 ; . 99,06; 99,14; 99,47; 99,75; 99,85.

Для варианта оез удобрений с 1912 года: - Cu¿ К L Peí

Ca¿Va¿ kti Mg¿bi¿Mn в % - 97,62; 97,93; 98,17; ■' 98,33; 99,49; 99,53; 99,66; 99,91; 99,93; 99,99.

В каждом варианте существует свой элемент с наивысшей связью. Так, связь кальция усиливается с увеличением дозы навоза и уменьшается в варианте с суперфосфатом. Такая же тенденция отмечена у магния, марганца, натрия и алюминия.Для калия, железа и лития отмечена обратная зависимость. Величина связи и место элемента является диагностическим признаком. По величине связи можно выбирать набор элементов для контроля ,. Цри наивысшей связи элемента у него выявляется наименьшая вариация, что позволяет сокращать объем проводимой работы и по,-вышать точность в количественных измерениях при существенном снижении себестоимости работ. Величина сиязи не перекрывается , образуя систем}' элементов со своим лидером и стадиями ' существования при том или ином агротехническом приеме.

3.4. Стадии существования химических элементов

Перегруппировка элементов выявлена как в их подвижном , так и валовом состоянии . При этом появляются лидеры со своим набором элементов. Такое состояние элементов - характерная особенность для почв' стационаров. Чем больие время ведения стационара, тем четче это явление. Связь лидера со своими элементами может то возрастать, то уменьшаться в зависимости от того или иного агротехнического приема. Ряды связи элементов четко выделяются в вариантах косимой стели, черного пара и монокультуры озимой пшеницы, внесении навоза, суперфосфата, фосфоритной муки, связь лидеров с элементами подтверждена на уровне 0,95, что дозволяет использовать регрессионные уравнения по контролю за величиной каждого элемента в заданный

отрезок времени.

Взаимовлияние отмечается и мевду лидерами (рис. ).

геохимическую ситуацию в почвах стационара Лебедянцева А.Н.

---.--железо

---алюминий

На основании поведения элемента лидера и его спутников можно выделить стадии их существования. Таких стадий четыре:

- время существования системы в устойчивом состоянии с постоянным лидером;

- процесс перегруппировки элементов с ослаблением постоянного лидера (их временные параметры);

- становление системы с новым лидером и измененным набором элементов;

- время жизни системы с новым лидером.

Такие циклы могут повторяться до появления стадии равновесности в системе.

Знание условий формирования систем, выявление, фиксация стадий позволяет по новому подходить к формированию химиче -ского состава территорий» доступности элементов для растений и проводить оперативный контроль на основании регрессионных уравнений по линии закрепления в системах хозяйственно по -лезных признаков.

3.5. Целесообразность цикличного определения элементов

Знание отрезка времени, по истечении оторого должен проводиться оперативный контроль, видов компенсирующих мероприя -■гий по восстановлению нарушенной величины элементов, необходимо.

Это сократит бессистемные исследования, себестоимость,объем работ, людские ресурсы и изменит сложившийся принцип в оснащении научных учреждений дорогостоящим оборудованием.

В стационаре профессора Лебедянцева А.Н. в слое 0...ПШ см почвы можно установить 5% изменение элементов:

1. При дозах внесения навоза (270 , 440 т/га) - 'А} через 22 года; Са - 27 лет; Ре - 34 года; к1 - 49 лет; К - 76 лет; Мл - 76 лет и через 277 лет.

2. При дозах суперфосфата (1665 и 427 кг/га) - М^ че -рез 5 лет;Са - 86;Ре -17; А{ -13; К -10; Мл -12 и Зг через 38 лет.

3. Совместное внесение'доз суперфосфата и навоза (1665 кг/га Рс и 220 т/га Н) и фосфоритной муки с навозом(1400 кг/га Вя и 220 т/га Н) - сокращает срок определения;магния до 4-5 лет; 6-9 лет кальция; до 9 лет алюминия; до 6-17 лет калия; железа до 17-21 ода и цинка до 33-29 лет.

4. При дозах фосфоритной муки (1400 и 4275 кг/га) Щ через 5 лет; Са - II; Ре - 21; А£ -13; К - 33; Ми -15 и 2л через 15 лет.

Интервалы в сроках определения 5% изменения элементов в зависимости от вида удобрений (навоз, фосмука, суперфосфат ) характеризуют обог&щенность исследуемыми элементами'этих удобрений. Навоз содержит их больше, фосфоритная мука меньше, еще меньше суперфосфат. Это и понятно, так как органические удобрения формируются с участием растительного материала каждой местности и типа животных. Фосфоритная мука- есть природное сырье , а суперфосфат - промышленный очищенный продукт. Ясно, что изучать изменение' цинка при внесении органических удобрений нецелесообразно. Для фиксации его изменения нудно 277 лет. Конечно, этот срок можно уменьшить, если возделывать культуру с большим выносом цинка и повышенной долей ее размещения в севообороте (кукуруза).

Сокращение срока выявления изменения величин у элементов зависит от наличия интенсивных культур, от процента насыщения ими севооборотов, доз внесения суперфосфата, фосфоритной муки, навоза. Используя различие в выносе биомассы и элементов с поля между кукурузой и озимой пшеницей (стационар Гасанова Г Г.) можно уловить изменение элементов за первые десять лет

на 31$ в слое 0...20 см , тогда как под монокультурой озимая пшеница на 11% , или в год на 3,1 и 1,1% соответственно. '

При насыщении севообороте кукурузой годовая величина изменения элемента алюминия установлена до'4,4%. В слое 0... 70 см годовое изменение его под озимой пшеницей составило 2,1$ , под кукурузой 2,9 и в севообороте 6,1$. Кальций изменяется на 2,2; 4,5 и 5,4$ в год соответственно. Для установления изменения величина элементов под культурами кукуруза , картофель и сахарная свекла требуется 10, а для озимой пшеницы 15 лет.

Длительное выращивание монокультур: кукуруза, сахарная свекла, картофель на одном месте очень редки, они входят составной частью з сезообороты с набором других культур. Следо -вательно, сроки возможного определения изменения величины елементой будет сдвигаться до 15 вместо 10 лет,

3.6, Выбор метода для определения изменения элементов

По изменению в подвижном состоянии выделяются три группы элементов у которых коэффициент вариации изменяется: ' I) от 50 до 90$; 2) ст 10 до 40$; 5) от I до 10$.

В первуй группу входят стронций, железо, алюминий и свинец , во вторую группу - никель, I. нк, марганец, медь. В третью алюминий, а также рН солевой вытяжки.

Влияние на вариабельность железа в кормовом севообороте оказывает марганец на 60,35$ , на 34,4$ - цинк и на 5,22$ подвижный фосфор, тогда как на полевом участке № I 57,9$ за -ншлает медь и 42,90$ марганец. Вариабельность марганца, в свою счеродь, зависит на 53,72$ от стронция, на 21,97$ от цинка, на 9,94$ от фосфора , на 8,38$ от меди, на 3,28$ от железа и на 2,69$ от величины рН. В полевом севообороте его величина варьирует от алюминия и меди на 74,07 и 25,93$ соот -ветственно.

Вариабельность фосфора (55$) зависит на 27 18$ от стронция, на 19,53$ от меди, на 17,09$ от- цинка, на 15,16$ от марганца , на 11,23$ от железа и на 9,69$ от величины рН. В по -левом севообороте при коеффициекте в&риации 34$ наиболее ак-

тивную роль играет рН и доля ее влияния составляет 69,23%, меди 30,42$ и остальная доля приходится но. цинк - 0,35%. Для цинка и меди также существуют химические элементы, способствующие , в свою очередь, повышению или уменьшению их вариабельности. Для таких зависимостей составлены уравнения. Наиболее контрастно выявляется вариабельность в длительных стационарах. Так, в Курском заповеднике подвижность железа при кошении степи раз в 4 года зависит от стронция и кобальта, тогда как при ежегодном кошении от 5 элементов. У марганца отмечены следующие особенности. На него влияет только один элемент - медь на участке с кошением биомассы раз в 4 года, тогда как при ежегодном кошении 6 - элементов (Си Ре, АрН).

Выбор аналитического метода для выявления направленности в преобразовании элементов почвы надо осуществлять с учетом коэффициента вариации у элемента , разрешающей способности аппаратуры, вида агротехнического приема и продолжительности его влияния.

В зависимости от выбранного элемента и учета его вариа -бельности следует применять следующие аналитические методы.:

1) при возможном коэффициенте вариации, от I да' 10%

- нейтронно-активационный; атомно-адсорбционный;-

2) при возможном коэффициенте от 10 до 40и более %

- спектральный количественный; классический валовой- анализ почвы и атомно-адсорбционный .

Для проявления изменчивости элеь энта в валовом составе в пределах 1-10$ необходим срок 15 лет. При возрастании из -менчивости с 10-40 и более процентов требуется срок от 15 до 50 лет.

4. СОВРЕМЕННОЕ ПОЧВООБРАЗОВАНИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

4.1. Гумусовый режим при окультуривании

Ежегодное отчуждение элементов из почвы приводит к снижению закрепления вновь образующихся гумусовых веществ, а это способствует, в свою очередь, нарастанию процессов минерализации. Оценку состояния гумусового режима почв мы пред -

лагаем осуществлять по су»оме вынесенных элементов из почвы товарной частью урожая. Взачмосвязь гумуса с суммой вынесенных зольных элементов высока и подтверждается на уровне значимости 0,99. Установлено, что их вынос зависит от предшественников. Так, первая озимая пшеница после черного пара вы -косит 789, после эспарцета - б15(стационар Хомко В.Г.). Что касается второй озимой пшеницы, то она выносит меньше элементов там, где был их максимальный вынос у первой пшеницы.Ряд взноса элементов у нее следующий: 376, 412 кг/га. При большем выносе элементов отмечено меньшее содержание гумуса 4,45 и 4,55$ и при меньшем.их выносе, отмечено его возрастание с 4,65 до 4,88$ соответственно.

Этот направленный процесс а выносе зольных элементов создает годовую мобильность гумусовых веществ.Существующая взаимосвязь между выносом суммы зольных элементов и содержанием гумуса, в почве позволяет получать регрессионные уравнения по расчету уменьшения гумуса от выноса зольных элементов и наоборот.

" 4.2. Состояние химических элементов в почвенных профилях и урожайность сельскохозяйственных культур

. За последние годы урожаи сельскохозяйственных культур в стационаре профессора Лебедянцевг А.Н. не растут, сохраняясь на одном уровне или постепенно уменьшаясь из года в год(табл. 7).Тоже самое отмечено и в стационаре профессора Простакова П.Е.

По данным Колтаковой П.С. все прибавки урожая находится в пределах ошибки опыта.Добавление азотно-калийных удобрений не способствовало повышению урожайности,следовательно,рост урожаев зависит и от состояния химических элементов в почвенных профилях, их перекомпоновки .сбалансированности.

При сравнении содержания четырнадцати элементов, в том число и железа (табл.5), с существующей урожайностью в одних я тех же вариантах стационара (табл.7) можно отметить прямую . связь'мевду ними. Содержание элементов больше при дозах фосфатов в их смеси с навозом, что и способствует получению дополнительной продукции на 7-Н ц/га болыге у озимой пшеницы,

Таблица 7

Средние урожаи сельскохозяйственных культур за период 1569-1962 гг. по стационару проф. Лебедянцева А.И., ц/га (данные Колтаковой И.О., 1582 г.)

Варианты Урояаи по культурам, ц/га

озимой ГТШ9ШЩИ картофеля яровой пшеницы

Без удобрений 33 133 24

37* 149* 24*

1665-4275 кг/га 41 • 26

суперфосфата ' : 45 172 27

I 00-4275 кг/га 43 166 ■ 30

фосфоритной муки 50 133 34

Сочетание фосфатов 44 Ш- 32

и навоза 49 195 33 -

Примечание:х При дополнительном внесении азота и калия

на 23-53 ц/га у картофеля и 2-8 ц/га у яровой пшеница.

Следовательно, урожай воздвляваемых культур зависит от. остаточного содержания элеуентоп бяогеохямячесной системы почвы.

5. МОДЕЛИ ОПЕРА'ЖВНО-Гй-О-ЩЕГО КОНТРОЛЯ

В качестве уравнений регрессия получены.математические модели с соотЕетствувдиш числовыми значениями коэффициен -тов регрессии. Для примера приведены модели для контроля валового содержания элементов на 30-40 лет вперед; для стационара проф. Лебедянцева А.Н.:

440 т/га нОБОЗа; Мл =-0,040578+2,741882x^-0,21-2444x2 " 0,017673'х3 + 0,069513 Х4 +0,203426х5;

1400 кг/га фосфоритной мули: Щ =-0,246971 - 0,069617x1-- 0,007401X2 +0.°32821х3~0,013809х4+0;029225х5.

Без удобрений:

На =+0,019865-0,013519х1+0,005625х2+0.024824х3 --0,021747X4 -0,006510 х5 1 где XI - % содержания фракции 0,25-0,05 мн;х2-0,05-0,01 мм;

х3 - 0,01-0,005 мм; х4 - 0,005-0,001 мм; х5- < 0,001 мм.

Модель определения валовой величины элементов через их взаимосвязь.

Вариант зацелиненная залежь: =-27 ..5+2406,9х Са мг/кг почвы; М^ =-15274,4* 20191 х А мг/кг почвы;

Модели для контроля гумусового режима почв в слое 0... 40'см.

Определение валового гумуса с учетом выноса зольных элементов зерном первой озимой пшеницы ( Г=0,956); У'(58 гумуса) = 10,52795-0,08837- хХ1 Соломок (Г --0,991): У (% гумуса )=13,4060-0,01783'хХ2 Зерном и соломой (Г =0,993); У(% гумуса) = 13,08457 --0,01513 хХ& где: Х^- вынос зерном зольных элементов, кг/га; Х£ - вынос соломой , кг/га; Х3 - сумма вынесенных элементов зерном и соломой, кг/га.

По величине гумуса можно определить вынос зольных элементов (З.Э.) с поля(Г=0,956).

Для зерна: У(3 э х=И4,24892-10,29227 х % гумуса. ' Для соломы ( Г=0^992): У(3>э<)=747,411осЗ-Ь5,04282 х х % гумуса.

Для зерна и соломы ( Г=0,993) У(3>э>)=861,14307-65,21497 х X % гумуса.

Модели по определению подвижного фосфора от меди: ( Г=от -0,9 до 0,88): У=33,5905-0,5603 х Си. от цинка: ( Г = от 0,48 до 0,74);У=15,6994+0,7844 х2и от марганца (Г= от 0,62 до 0,78); У=27,0733-0,0145 х Мц; от рН солевой вытяжки ()*= от 0,50 до 0,99); У = - 38,4341 * 9,6881 х рН.

Модели определения величин элементов биогеохимической системы почвы.

В вариантах Курского заповедника предложено определение марганца от содержания в почве меди, стронция и железа. Для косимой степи с удалением биомассы раз в 4 года: Щ=-506,3330 + 56,00 х

Для ежегодной косимой степи: М^ =-219,3748+28,6250 х.

Для черного пара: М^ =-439,7663«-58,50 х.

Для монокультуры озимая пшениц..: Ма =-534,7019+2,4605 х.

ВЫВОДЫ

1. Результаты выполненных исследований позволяют дать прогноз эволюции и управления потенциальным плодородием почв (оподзоленных, выщелоченных, типичных, обыкновенных черноземов) Средне-Русской равнины и Северо-Кавказского региона на основе биогеохимической концепции развития использования почвенного покрова.

2. В основу оценки эволюции потенциального плодородия/ почвы положен комплекс биогеохимических элементов (Са, М^ , Ре , А{, ,Мп , К , М, Р , /а, Ч*. , Си. ,~П), выступающий определяющим фактором состояния биоэкономической системы "человек - производство - природные ресурсы" с различными стадиями экологических последствий состояния потенциального плодородия почв.

3. Применение методики на принципиально новой основе позволило оценить однотипные агротехнические приемы по их ' влиянию на содержание того или иного элемента и выявить ус ловия, вызывающие ускорение эволюции потенциального плодородия почв: '

- набор культур в севообороте и степень его насыщения ими (кукуруза, сахарная свекла, картофель, озимая рожь, овес,, озимая пшеница);

- формирование биомассы и характер ее использования с годовым отчуждением с поля 59-60$ у яровой пшеницы; 61 у овса, 61-50 у озимой пшеницы; 73-80 у кукурузы в 90-91$ у сахарной свеклы;

- превышение отчуждения элементов с поля товарной частью урожая сельскохозяйственных культур, раз: кальция - 1)люцер -на (18,3); 2) сахарная свекла (8,7); 3) горохо-овсяная смесь (7,7); 4) кукуруза (7); 5) горох (4,8); 6) подсолнечнич(4,6); 7)озимал пшеница (2,6); 8) озимый ячмень (2,3);

натрия: 1)сахарная свекла (12); 2) кукуруза (11,8); 3) люцерна (5,7); 4) озимая пшеница (3,5); 5)горох (1,6); 6)горохо-овсяная смесь (1,3); 7) озимый ячмень (0,6); 8)под-солнечник (0,4);

магния: I) кукуруза (7,1); сахарная свекла (6,6); 3)под-

солнечник (6,5)-, 4)люцэрна (6,1); 5)горохо-овсш1ая емесь(.3,3); 6)озимый ячмень (1,8); 7)горох (1,7); 8)оэимая пшеница(0,7);

железа: 1)сахарная свекла(7,2);2)горох(2,4);3)горохо-ов-сяная масса (1,8); люцерна (0,9);5)кукуруза(0,8);6)озимая пшеница (0,6); 7)озимый ячмень(0,6);8)подсолнечник(0,2);

алюминия: I)сахарная свекла(8); 2)горохо-овсяная смесь (1,7); 3)люцерна, (1,4); 4)подсолнечник (0,9); Ь)озимая пшеница (0,6); 6)горох (0,5);. 7) кукуруз а, озимый ячмень (0,2);

- сорта культуры, площади ело распространения и потреб -нос'ть в элементах питания. Потребность в азоте для сортов озимой пшеницы Колос (60); Олимпия (53); Тьрасовская 29 (52),Ми -роновская 808(48), Донская полукарликовая (47).Безостая 1(40),%.

.Потребность в зольных (почвенных) элементах,^

Колос (32), Олимпия (39), Тарасовская 29(40), иронов -екая 808(42), Донская лолукарликовая (49), Безостая 1(53).

4. Для более надатоого установления изменения величин химических элементов следует учитывать их исходное содержание в почве перед закладкой многолетних и длительных стационаров, так как с участков стели, залежи ежегодно удаляется биомасса, а среднегодовые дозы вносимых органических удобрений не равны по областям исследуемого региона.

5. Установлен срок изменения 5% величины химических элементов в условиях их компенсации органическими удобрениями. Для магния он равен 22 года, для алюминия - 49, для железа -34, для калия - 76, для марганца - 78 и для цинка 277 лет соответственно.

От внесшия доз суперфосфата этот срок сокращается до 5 лет у магння , до 13 у алюминия, до 15 у марганца с цинком и до 33 лет у калия.

Монокультура озимая пшеница изменяет их величину через 15 лет, а кукуруза через 10 лет.

6. При выявлении изменения валовых величин химических элементов з первые 15 лет следует применять нейтронно-акти-вационный и атомко-адеорбционный методы исследования. В последующие сроки определения (с 15 до 50 лет)можно использовать количественный спектральный и классический валовой анализ почвы.

7. Формирование устойчивых во- времени локальных и зональ-

ных и зональных участков, обедненных магнием, марганцем,натрием, железом, медью и литием зависит: от уровня их потребления растениями; снятия одного или двух урожаев з год с единицы плошади; типа севооборотов с наличием в них интенсивных культур к, в меньшей степени, от содержания физической глины и илистой фракции.

8. Для предотвращения постоянного обеднения почвенного плодородия химическими элементами (кальцай,загний,натрий,марганец,железо, алюминий и др. )и поддержания оптимального гумусового режима в зонах возделывают интенсивных культур(сахар-ная свекла, кукуруза.картофель,озимая пшеница,горок,овес,яч -мень)необходимо обязательное ежегодное внесение 40-60 т/га органических удобрений, увеличение на одну треть растительной массы, оставляемой на полях озимой пшеницей,кукурузой яэ аэр-но, ячменем, полной кассы подсолнечника с эквивалентной до -зой азота для их разложения.

Внесение растительных остатков особенно необходимо для почв с высокой степенью зафосфачивания, где содержание под -вяжного фосфора достигает от 40 до 85 кг/га почвы. Снижение этого уровня может быть достигнуто путем блокировки избыточно- . го содержания фосфора злюшкием и железом, содержащихся в растительных остатках.

9. Установлены геохимические сопряженные ряды химических элементов со следующей связью между ними в звцелинениой зале- ' жи:

Са(70,78) ¿К(79,98)*о£"(98,04)4 Мк(99,09) С Mg(99,30k (99,47)<Pe(9S,73)4 Сй(99,92кУа(09,95)<АС(99,99).

Для дозы навоза 220 т/га Уа(39,27) Ш90,91КС«4Э7,68К&1 (99,18) Ui (99,59) ЙШ 99,64)i А€( 99,76) I Mh(99,97)<Pe (99,98) ¿Ca(S9,99). ,

Для дозы суперфосфата 1400 хг/гз: CsT85,53)4Mj(90,09)<roii (94,30HMK(97,34)4A£(98,49)iCK99,06)/Z*99,I4)£fe(99,47U/^ (99,75) 1К (99,84).

Для варианта без удобрений с 1912 г. Сц(97,62) ¿К(97,93)< 5e((98,I7)iefc(98,33)iCa(99f49)^a (99,53)а£(99,66)^ Мд г ¿и (99,91)2« (99,93) ПЪ(99,99). (

Данные связи проявляются по определенным интервалам с наличием пробелов между ними. Эти пробелы будут создавать воз -можность входа и выхода элементов из системы, группы.

Величина связи не перекрывается, образуя систему элементов со своим лидером и четырьмя стадиями существования: -время жизни системы в устойчивом состоянии с постоянным лидером; - процесс перегруппировки элементов с ослаблением связи с постоянны!» лидером; - становление системы с новым лидером в связанным с ним.новым набором элементов; - время жизни системы с новым лидером.

Величина связи и место элемента в системе является диагностическим признаком. По величине связи можно выбирать набор элементов для контроля их состояния.

10. Состояние гумусового режима почв контролируется комплексом химических элементов(кальций, желего,алюминий,марганец, стронций, цинк, медь,никель и др.)выносимых с товарной частью урожая. Взаимосвязь между ними высока и составляет от 0,92 до 0,99. Неравное ежегодное отчуждение этих элементов из почвы не обеспечит полного закрепления вновь образующихся гумусовых веществ, вследствие чего будут нарастать процессы минерализации органического вещества.

.II. Урожайность и технологические качества возделываемых культур зависят от состояния комплекса биогеохимических, эле -ментов в почве, а их взаимосвязь достигает по коэффициенту корреляции величины 0,906 , а для фосфора - 0,561 и азота -0,596 соответственно.

12. Для оперативного контроля содержания химических элементов и состояния гумусового режима почв предложены на период от 5 до 40 лет модели с соответствующими числовыми значе -ниями коэффициентов регрессии:

-.с учетом механического состава почв;

- взаимовлияния между элементами исследуемого комплекса;

- величиной выноса зольных элементов товарной частью урожая.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

I. Для предотвращения постоянного обеднения почвенного плодородия химическими элементами(кальций,магний<натрий,марганец, железо, алюминий и др.)и поддержания оптимального гумусового режима в зонах возделывания интенсивных культур(сахарная свекла,кукуруза, картофель,озимая пшеница,горох,овес,ячмень) необходимо обязательное ежегодное внесение 40-60 т/га органических удобрений,оставлением на полях не менее трети расти -

тельной массы озимой пшеницы, ку^рузы на зерно «ячменя, полной массы подсолнечника с эквивалентной дозой азота для их разложения.

2. Проведение почвенно-картографических работ по состоянию в почве одиннадцати химических элементов и выявления их изменения на местнооти от действия агротехнических приемов следует осуществлять не ранее чем через 15 лет.

3. Внедрить в учебный процесс университетов и сельскохозяйственных институтов страны бкогеохимическую концепцию состояния и управления системой элементов потенциального плодородия почв.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Монографии:

I Агротехнические приемы и судьба химических элементов.

- 250 о.Рукопись деп.во ВНИИТЭСХ * 123 от 2.03.85.

2.0пределение направленности изменения потенциального 'естественного)плодородия почв орошаемых земель Северного Кавказа^ долей авторства 75^)-107 с.Рукопись доп.во ВНИИТЭСХ * 71 от 2.02.85.

3. Ранняя диагностика изменения потенциального плодеро -дня' почв и оперативный контрольна примере количественного учета элемента магния) с долой авторства 80$, - 108 с.Рукопксь доп.во ВНИИТЭСХ / 70 от 2.02.1985.

4.Опыт определения химического состава кормов в пределах границ землепользования (с долей авторства 7055),-70 с.Руко -пись деп. во ВНИИТЭСХ # 419 ВС-86.

Бродягой:Опенка агротехнических приемов,влияидос ла естественное плодородие почв в многолетних отэционарах по биоло -гическим свойствам семян озимой пшеницк(с долей авторства 75?).

- 34 с.Рукопись деп.во ВНИИТЭСХ К 84 ВС-1986.

2.0ценка агротехнических приемов в длительных стационарах по химическому составу почв,растений и качеству получав -мой продукции(с долей авторства 80$)52 с.Рукопись деп.. во ВНИИТЭСХ » 314 ВС-1987. (

Статьи о долей авторствэ 80%

1. Микроэлементы в песчаных почвах юго-восточной частя Центрально-Черноземной области.-14с.Вастний высшей школы.Био-логитеские науки.£ 11.1967.

2.Минералогический состав некоторых песчаных и супесчаных

почв Центрально-Черноземной области.-20 с.-Почвоведение, ДО. 1968. _

З.Формы"калия в песчаных и супесчаных почв ДЧ0.-24 с.Сб. "Некоторые вопросы почвоведения и агрохимии".-Воронеж,ВГУ,, 1970.

4.Шире внедрять новейшие методы исследования в изучение песчаных почв.-15 с.//Почвоведение и проблемы с/х.Воронеж:ВГУ, 19711

., 5.К вопросу о содержании и генезисе вторичных минералов почв Нижнего Поволжья.-18 с.//География и плодородие почв/Воронеж: ВГУ,1973.

6.Некоторые войства черноземных почв Белгородской области в зависимости от минералогического состава//АгфОтехняка нечерноземной зоны.-Саранск.1979.-24 с.

7.Минералогический состав и свойства легких почв лесосте-пи//Гр.Всесоюзной конференции ВГУ.-Ростов-на-Дону;1979.-14 с.

8.Минералогический состав -и содержание микроэлементов в

легких почвах Окско-Донсной низменности и Нижнего Поеолжья // География и плодородие почв.Воронеж:ВГУ,1977,- 24 с.

9.Географическое распространение песчаных почв на терри -тории ЦЧО//География и плодородие почв Русской равнины.-Воронеж: ВГУА1978.-31 с.

10.К вопросу выявления влияния временных факторов в ус -ловиях интенсивного земледелия на свойства почв//Интенсифика-ция земледелия Нечерноземья.Изд.Мордовского ун-та,1979.-4о.

П.Ыинераловодский состав и свойства песчаных и супесчаных почв Ц40//Минералонодский состав и свойства почв.Воронеж: ВГУ,1978. -41 с.

12.Возможности применения нейтронно-активационного анализа почв в судебной экспертизе//Экспертная практика и новые методы исследования.-М. Д975.-В.22.-12 с.

13.Изменение свойств почв Русской равнины за 100 лет/Ар. Всесоюзного съезда почвоведов. - Тбилиси,1981.-3 с.

14.Плодородие черноземов Северного Кавказа при их использовании/ Почвоведение. Ж 12,1982. - 19 с.

15.К вопросу изучения изменений геохимической системы элементов под воздействием 79-летней Докучаевской лесополосы/ БкмЖАкШ. - Волгоград, 1984. - 12 с.

ЮЛранс.горуация почтенного плодородия в десятипольних севооборотах длительного стоционара//Плодородие почв Ставрополья и приемы его улучшения.- Ставрополь, 1588. - 10 с.

Ответственный эп выпуск доцент И.Л.Шелврь

Полписйно к печ, 26.06.89. БЦ 00148. Фот» ve т 6.0* ВЦ Т/16. Объем 2,0 печ. л. Тире» 100. Заказ 278.

Учясток оперативной печети Харьковского сельскохозяйственного институт? им. В. В. Докучаеве. 3121Э1.гЛерьков, п/о"Коммунист-1" учебный городок ХСХИ.